CN1384391A - 背光模块之结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种背光模块之结构,其具有一以透光基材制成之导光组件,该导光组件之顶部具有一出光面,该出光面具有多数微结构,另外,该导光组件之底部具有一导光面,又该导光组件于一侧具有一入光面,该导光组件于该入光面之一侧设有一光源;另外,该导光组件于出光面上叠设有一光学转换层,该光学转换层为一固体粉体材料与一高分子黏结剂、一透光基材所组成,其中该固体粉体材料至少由一光发光材料所组成。本发明背光模块之结构可以改变背光显示颜色、让整体亮度提高并令显示组件达到增亮效果的,可使光源所发出之光线能被导光组件导向预定方向,让光线在反射时,不会形成不当且偏向之反射,集中导光方向,以增加示辉度。

Description

背光模块之结构
技术领域
本发明涉及一种背光模块之结构，尤指一种导光组件上设有光学转换层，且光学转换层中染有预定颜色并具有光发光材之背光模块结构。
背景技术
如图8所示，现有应用于液晶显示器之导光模块90，以LED(发光二极管)或CCFL(冷阴极射线管)当作光源91，应用于电子产品(如行动电话)显示器之背光型导光技术上，将点光源或线光源所发出光线，经过导光组件92之出光面922上结合扩散层94，于扩散层94上设有增亮层95。由于，导光组件92之导光面921与其底部之反射层96可将点光源或线光源，转换成由出光面922出光至液晶模块97之面光源，并使光线到达扩散层94均匀光线，然后到达增亮层95，而使液晶模块97能够显示出预定颜色之背光。
习知技艺，一般液晶显示器之背光颜色取决于光源91所发出之颜色如欲液晶显示器之背光显示蓝光，则需使用蓝色的光源91，而若欲使液晶显示器之背光显示橙光，则需使用橙色之光源91，所以，应用此种技术之电子产品为了具有多种不同之背光颜色，通常需使用多种不同颜色光源91。
而针对彩色化液晶显示器之背光，通常希望背光为白色光，方能够具有较佳之亮度，然在考虑白色光源价格较高，而选择光源颜色为蓝色、绿色、橙色、红色等光源时以降低成本，就需要光学色转换成白光。
另外，此种习知导光模块90之导光组件92于出光面922上，仅具有单纯造形之微结构923，即为了配合制造时之技术，使微结构923之反射面924与出光面92之夹角γ过大(如图9所示)，如此将使来自光源91之光线不易集中反射至反射板96，如此将使反射板96反射至液晶模块97之光线降低，使显示出来之亮度亦降低。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种可以改变背光显示颜色、让整体亮度提高并令显示组件达到增亮效果的背光模块之结构。
本发明之另一目的在于提供一种可使光源所发出之光线能被导光组件导向预定方向，让光线在反射时，不会形成不当且偏向之反射，集中导光方向，以增加示辉度之背光模块之结构。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：一种背光模块之结构，其具有一以透光基材制成之导光组件，该导光组件之顶部具有一出光面，其特征在于：该出光面具有多数微结构，另外，该导光组件之底部具有一导光面，又该导光组件于一侧具有一入光面，该导光组件于该入光面之一侧设有一光源；另外，该导光组件于出光面上叠设有一光学转换层，该光学转换层为一固体粉体材料与一高分子黏结剂、一透光基材所组成，其中该固体粉体材料至少由一光发光材料所组成。
该微结构具有一该出光面最远之最凸点，而该微结构自该最凸点向周围倾斜延伸，且微结构外侧面上之各切线皆不互相平行，该最凸点一侧形成一较陡之陡面，相对该陡面之一侧则形成一平缓之缓面，该陡面之切线与出光面之夹角为一第一夹角，而缓面切线与导光面之夹角为一第二夹角，该第二夹角大于第一夹角，且微结构外侧面上之各切线皆不互相平行。
本发明的优点是：1、具光学色转功能：因导光组件上设有光学转换层，于光学转换层中具有多数光发光材料，能吸收背光进而转换成特定光学颜色之光线，达到光学变色之目的。2、具增亮效果：由于导光组件上设有光学转换层，光学转换层中掺混或结合有多数光发光材，能增加垂直方向光之辉度，而让整体亮度提高，可令显示组件达到增亮效果。
附图说明
图1为本发明之实施例立体结构示意图
图2为本发明实施例光线行进之立体示意图
图3为本发明实施例之侧视图
图4为本发明实施例之光线于微结构反射之示意图
图5为本发明实施例内部光线于光学转换层进行光线变色之示意图
图6为本发明实施例外部光线于增亮层进行光线增亮之示意图
图7为图6中光线于色转换层变色及增亮之放大示意图
图8为习用导光组件结合扩散膜与变色膜之结构示意图
图9为习用导光组件之使光线反射、变色及扩散之示意图
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4所示，本发明之背光模块设于背光型之液晶显示器1上，该液晶显示器1具有一液晶模块10，该液晶模块10之底部即设有该背光模块，该背光模块具有一设于该液晶模块10底部且以透光基材制成之导光组件20，该导光组件20之顶部具有一出光面21，该出光面21具有多数微结构211，该微结构211具有一该出光面21最远之最凸点212，而该微结构211自该最凸点212向周围倾斜延伸，且微结构211外侧面上之各切线皆不互相平行，该最凸点212一侧形成一较陡之陡面213，相对该陡面213之一侧则形成一平缓之缓面214，该陡面213之切线与出光面21之夹角为一夹角α，而缓面214切线与导光面21之夹角为一夹角β，该夹角β大于夹角α，且微结构211外侧面上之各切线皆不互相平行。另外，该导光组件20之底部具有一倾斜之导光面22，以使该导光组件20厚度依该导光面22之倾斜状态而形成一厚端23及一薄端24，且该导光面22之底部设有一反射层25，又该导光组件20于该厚端23之侧端具有一入光面26，该导光组件20于该入光面26远离该薄端24之一侧设有一光源30(本发明之光源可为特定颜色之LED或CCFL)，该光源30远离导光组件20一侧设有一弧形之反射镜31；另外，该导光组件20于出光面21上叠设有一光学转换层40，该光学转换层40为一固体粉体材料41与一高分子黏结剂42、一透光基材43所组成，其中该固体粉体材料41以一光发光材411及一光学粉体412混合所组成，且该光学粉体412可为压克力粉或TiO2、SiO2、BaTiO3等，其浓度为10～50％重量百分比；另外，该高分子黏结剂42可为环氧树脂、聚醯胺树脂、压克力树脂、聚酯树脂、聚醚树脂、含卤素树脂、橡胶、含硅树脂、纤维素树脂等高分子树脂，其浓度20～90％重量百分比。其次，该透光基材43为一雾度为零(透明度100％)以上之材质制成。
值得注意的是：该出光面21多数微结构211具有之缓面214，使微结构211外侧面一侧之弧度变大，即利用缓面214夹角β小于先前技术导光组件77顶面夹角γ之特性，使本发明之导光组件6能够将光源82所发出之光线导向预定方向，而不会发生如先前技术中所述光源之光线不容易集中的问题，亦可藉此增加液晶模块10显示时之辉度。
另外，该光学转换层40以固体粉体材料41混合高分子黏结剂42以黏合于该透光基材43上，并以该固体粉体材料42中光发光材411具有可吸收并再转换发出一特定光学波长分布之光线，使得该光源30得以在经过该光学转换层40时一部份直接通过，而其中一部份即由该光发光材料411所吸收，并以一特定光学波长分布之光线形式释放，即可转换成另一种颜色，如此将可使该液晶模块10显示出之颜色即与光源之颜色不同。由于该光发光材料411所吸收光能并释放一特定光学波长分布之能量，具有增加辉度效果，如此亦得增加液晶模块10显示时之辉度。
另外，配合附件一之CIE色度图分析，若欲使具蓝光之光源30于该液晶显示器中显示出紫色背光，则须配合红色之光学转换层40；同理可知，若欲使具蓝光之光源30于该液晶显示器中显示出白色背光，则须配合橙色之光学转换层40。
如图2所示，本发明可应用于手机屏幕或PDA屏幕等电子产品之导光组件20上，使用过程中，该光源30(本实施例以蓝色之LED为例)发散之光线X可经由直射或经反射镜31反射至该导光组件20之入光面26，使光线X得以折射或直射至该出光面21，光线X由出光面21穿透导光组件21前，该光线X先经过光学转换层40(本实施例以橙色为例)变成变色光Y(白色之变色光，并配合图5所示)，同时该光线X于该光学转换层40中一部份并被该光发光材411吸收，并释放一特定光学波长分布之能量，并使该变色光Y在此经过第一次增亮；另外该变色光Y于穿过该光学粉体412，该光学粉体412表面之粗糙面(图中未示)部即可使变色光Y形成聚光效应(如图7所示，如凸透镜之聚光效应)，在此变色光Y即被第二次增亮，且变色光Y再穿过该液晶模块10，使得该液晶显示器1可显示出变色之背光，由于聚光效应可使光线具有增亮效果，故液晶显示器所显示出之背光具有较佳之亮度。
下表即是本发明之实际制品以单一LED之光源30经过背光模块及色转换膜，驱动电压为3.5V，可进行色转换及增亮3～4倍，其辉度及色度之比较表如下所示。
实品例 说    明   辉度     CIE色度坐标
  cd/m2     x     y
对照例A   单颗蓝色LED背光模块   8.27     0.134     0.079
实品例A一   加自制光学转换层10   23.4     0.222     0.212
实品例A二   加自制光学转换层20   27.8     0.283     0.288
实品例A三   加自制光学转换层30   30.2     0.294     0.299
实品例A四   加自制光学转换层40   32.2     0.357     0.361
下表即是本发明之实际制品以三颗LED之光源30经过背光模块及色转换膜，驱动电压为3.5V，可进行色转换及增亮8～11倍，其辉度及色度之比较表如下所示。
实品例 说    明   辉度   CIE色度坐标
  cd/m2     x     y
对照例B   三颗蓝色LED背光模块   21.4   0.133   0.067
实品例B一   加自制光学转换层10   171   0.276   0.283
实品例B二   加自制光学转换层20   216   0.320   0.323
实品例B三   加自制光学转换层30   198   0.316   0.325
实品例B四   加自制光学转换层40   247   0.397   0.384
另外，该液晶显示器1外部光源(如日照或灯光照明)所形成之光线Z，穿过该液晶模块10，并到达该导光组件21之光学粉体412，该光线Z并由多数光学粉体412表面之多数凸部之散乱反射，而形成可反射回该液晶模块10之散乱光V(如图7所示)，以增加液晶显示模块10显示之辉度及均匀度。
综合上述，本发明之导光组件21不但以光学转换层40使光源30产生之光线得以变色及增加亮度，并依光源30及光学转换层40颜色之不同，以变换更多不同之背光颜色，且以光学粉体412之粗糙面对外部光源之光线进行散射及反射，而对内部光源30之光线则具聚光效应，以增加液晶显示器1显示之辉度及均匀度，使液晶显示器1于具背光变色功能之同时，亦可增加背光辉度，使显示之亮度不会降低，藉以增加显示器之可视亮度。
本发明具有优良光学色转换功能，且配合发光源发出的光线颜色，可达到所需之显示器颜色，且本发明则以光学转换层增加光学之增亮效果，在结构上，确实能节省扩散膜及色变换膜之使用成本，因此，搭配在背光装置上，应用在手机、PDA及其它产品上，可发展具有商业价值之产品。
附件一：CIE色度图。

Claims (6)

1、一种背光模块之结构，其具有一以透光基材制成之导光组件，该导光组件之顶部具有一出光面，其特征在于：该出光面具有多数微结构，另外，该导光组件之底部具有一导光面，又该导光组件于一侧具有一入光面，该导光组件于该入光面之一侧设有一光源；另外，该导光组件于出光面上叠设有一光学转换层，该光学转换层为一固体粉体材料与一高分子黏结剂、一透光基材所组成，具中该固体粉体材料至少由一光发光材料所组成。
2、根据权利要求1所述之背光模块之结构，其特征在于：该微结构具有一该出光面最远之最凸点，而该微结构自该最凸点向周围倾斜延伸，且微结构外侧面上之各切线皆不互相平行，该最凸点一侧形成一较陡之陡面，相对该陡面之一侧则形成一平缓之缓面，该陡面之切线与出光面之夹角为一第一夹角，而缓面切线与导光面之夹角为一第二夹角，该第二夹角大于第一夹角，且微结构外侧面上之各切线皆不互相平行。
3、根据权利要求1所述之背光模块之结构，其特征在于：该导光组件底部之导光面呈倾斜状，以使该导光组件厚度依该导光面之倾斜状态而形成一厚端及一薄端。
4、根据权利要求1所述之背光模块之结构，其特征在于：该光源远离导光组件一侧设有一弧形之反射镜。
5、根据权利要求1所述之背光模块之结构，其特征在于：该高分子黏结剂为环氧树脂、聚醯胺树脂、压克力树脂、聚酯树脂、聚醚树脂、含卤素树脂、橡胶、含硅树脂、纤维素树脂等高分子树脂其中之一，其浓度20～90％重量百分比。
6、根据权利要求1所述之背光模块之结构，其特征在于：该固体粉体材料更包括一光学粉体，该光学粉体为压克力粉、TiO2、SiO2、BaTiO3等其中之一者，其浓度为10～50％重量百分比。
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