CN104730614A - 导光单元及侧光式背光模块 - Google Patents

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Abstract

一种导光单元及侧光式背光模块。该导光单元包括：一导光板以及多个波长转换结构；该导光板具有一入光面、一连接该入光面的出光面以及一连接该入光面且相反于该出光面的背面；该等波长转换结构相间隔地设置于该背面，各该波长转换结构含有调光材料。该侧光式背光模块包括该导光单元以及一光源，该光源朝向该入光面，由该光源发出一第一色光通过该入光面，经过该等波长转换结构，至该出光面射出一第二色光，其中，该第二色光相异于该第一色光。本发明通过该等波长转换结构设置于背面，使得整体尺寸轻薄，且各该波长转换结构相当于点光源，使得出光更加均匀。

Description

导光单元及侧光式背光模块
技术领域
本发明涉及一种导光单元及侧光式背光模块，特别是指一种能转换波长的导光单元及侧光式背光模块。
背景技术
量子点（Quantum Dot，以下简称QD），通常是由II-VI族或III-V族元素组成的纳米颗粒，具明显的量子效应，受蓝光激发可以发射荧光。将QD封装成一张薄膜，以形成量子点增强薄膜（Quantum Dot Enhancement Film，以下简称QDEF）。
参阅图1，图1为现有的侧光式背光模块。其中，QDEF11设置在导光板12与增光板14之间。当蓝光LED15发出蓝光进入导光板12，此时仍为蓝光，再经反/折射进入QDEF11而激发不同粒径的QD，使QD发出红光与绿光光谱，再与蓝光混合成白光，进而再将白光射入增光板14。相比由白光LED先发出白光射入该导光板，再发射出白光的条件，经由蓝光LED15发射至QD，再发射出白光，可以提高色彩饱和度。然而此种导光板12设计的射出光线的均匀性不佳。再者，由于需要QDEF11的存在，使得该侧光式背光模块的整体厚度增加，显然对于手持式电子产品（平板、手机）要求尺寸轻薄，相当不利。
因此，需要提供一种导光单元及侧光式背光模块来解决上述问题。
发明内容
因此，本发明的目的，即在于提供一种射出光线的均匀性佳且尺寸轻薄的导光单元及侧光式背光模块。
于是，本发明的导光单元包括：一导光板，该导光板具有一入光面、一连接该入光面的出光面以及一连接该入光面且相反于该出光面的背面；以及多个波长转换结构，该等波长转换结构相间隔地设置于该背面，各该波长转换结构含有调光材料。
该导光单元还包括一保护层，该保护层设置于该导光板的背面且覆盖该等波长转换结构。
其中，该保护层材料为环氧树脂或是二氧化硅。
其中，该调光材料分散于各该波长转换结构。
其中，该调光材料为钇铝石榴石或量子点。
其中，该等波长转换结构的排列方式为矩阵式排列、矩阵交错式排列以及随机数排列其中之一。
其中，该等波长转换结构的形状为圆形、椭圆形、方形、三角形以及六边形其中之一。
于是，本发明的侧光式背光模块包括：一导光单元，以及一光源。该导光单元包括：一导光板以及多个波长转换结构；该导光板具有一入光面、一连接该入光面的出光面以及一连接该入光面且相反于该出光面的背面，该等波长转换结构相间隔地设置于该背面，各该波长转换结构含有调光材料；该光源朝向该入光面，由该光源发出一第一色光通过该入光面，经过该等波长转换结构，至该出光面射出一第二色光，其中，该第二色光相异于该第一色光。
其中，该导光单元还包括一保护层，该保护层设置于该导光板的背面且覆盖该等波长转换结构。
其中，该保护层材料为环氧树脂或是二氧化硅。
其中，该光源为蓝光二极管，该第一色光为蓝光，该第二色光为白光。
其中，该调光材料分散于各该波长转换结构。
其中，该调光材料为钇铝石榴石或量子点。
其中，该等波长转换结构的排列方式为矩阵式排列、矩阵交错式排列以及随机数排列其中之一。
其中，该等波长转换结构的形状为圆形、椭圆形、方形、三角形以及六边形其中之一。
本发明的功效在于：通过该等波长转换结构设置于背面，使得整体尺寸轻薄，对于手持式电子产品（平板、手机）要求尺寸轻薄设计，相当有利。再者，该等波长转换结构排列于该导光板的背面，即各该波长转换结构相当于点光源，使得出光更加均匀。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将在参照附图的较佳实施例详细说明中清楚地呈现，其中：
图1是一示意图，说明先前技术；
图2是一示意图，说明本发明的侧光式背光模块的一第一实施例；
图3至图7是说明该较佳实施例的一波长转换结构的方式的示意图；
图8至图10是说明该较佳实施例的该等波长转换结构的排列方式的仰视示意图；以及
图11是一示意图，说明本发明的侧光式背光模块的一第二实施例。
主要组件符号说明：
2   导光单元        23  保护层
21  导光板          3   光源
211 入光面          31  发光二极管
212 出光面          4   反射板
213 背面            5   增光板
22  波长转换结构
具体实施方式
在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示的。
参阅图2，本发明的侧光式背光模块的第一实施例，包含：一导光单元2、一光源3、一反射板4以及一增光板5。
该导光单元2包括一导光板21及多个波长转换结构22。导光板21具有一入光面211、一连接该入光面211的出光面212以及一连接该入光面211且相反于该出光面212的背面213。
该等波长转换结构22的俯视轮廓可为如图3所示的圆形、如图4所示的椭圆形、如图5所示的方形、如图6所示的三角形以及如图7所示的六边形其中之一。较佳地，方形可为正方形，三角形可为正三角形，六边形可为正六边形。该等波长转换结构22相间隔地设置于该背面213，该等波长转换结构22在可以采用网版印刷（screen printing）、凹版印刷（gravurer printing）以及喷墨（ink-jet）其中之一的加工方式来设置于该背面213。
以下为方便说明，该等波长转换结构22的排列方式是以圆形为例说明。该等波长转换结构22的排列方式为如图8所示的矩阵式排列、如图9所示的矩阵交错式排列以及如图10所示的随机数排列其中之一。
如图8所示的矩阵式排列说明，该等波长转换结构22由接近该光源3形成较小面积，逐渐远离该光源3形成较大面积，以均匀扩散由该导光板21的背面213所反射的光。同理，如图9所示的矩阵交错式排列，以及如图10所示的随机数排列，是以接近该光源3形成排列密度小，逐渐远离该光源3形成排列密度大，也能达到该均匀扩散由该导光板21的背面213所反射的光。
参阅图2，该光源3包括多个沿着该入光面211相间隔地排列的发光二极管31（见图8）。每一个发光二极管31的发光方向朝向该入光面211，该反射板4设置于该导光板21下方，以将光线朝该导光板21反射而向上射出。该增光板5设置于该导光板21的上方，并将原本四散的光线集中，解决光源3虚耗的问题。
参阅图2，示意说明由该光源3的发光二极管31发出一第一色光朝向该导光板21的入光面211，经过该等波长转换结构22，至该出光面212射出一第二色光的光线路径，其中，该第二色光相异于该第一色光。在本实施例中，该发光二极管31为蓝光二极管，使得该第一色光为蓝光，且该第二色光为白光。
由于各该波长转换结构22含有调光材料。在本实施例中，调光材料分散于各该波长转换结构22。该调光材料为荧光粉或量子点。详细来说，荧光粉分散于紫外线硬化胶（以下简称UV胶）或环氧树脂，较佳地荧光粉是采用钇铝石榴石（Yttrium aluminium garnet，以下简称YAG）。或者利用不同粒径的量子点分散于UV胶或环氧树脂。
须说明的是，调光材料－YAG是在吸收450与470nm波长（蓝光光谱范围）的光之后，可以产生550与560nm波长（黄光光谱范围）的光，再者，发光二极管31发出蓝光光线未经该等波长转换结构22仍维持蓝光。在混色原理上，蓝光加上黄光后会产生白光。
另一方面，调光材料－不同粒径的QD是在吸收蓝光光谱的光之后，使不同粒径的QD发出红光光谱与绿光光谱，再者，发光二极管31发出蓝光光线未经该等波长转换结构22仍维持蓝光。在混色原理上，红光、绿光与蓝光混合成白光。
相比于如图1所示的先前技术的侧光式背光模块，要通过QDEF11才能转换成白光。如图2所示的本发明的侧光式背光模块不须QDEF11，通过该等波长转换结构22设置于背面213，即可达相同功效，使得整体尺寸轻薄，对于手持式电子产品（平板、手机）要求尺寸轻薄设计，相当有利。再者，该等波长转换结构22排列于该导光板21的背面213，相当于直下式背光模块，换言之，各该波长转换结构22相当于点光源，使得出光更加均匀。
在本实施例中，该发光二极管31为蓝光二极管，使得该第一色光为蓝光，以及搭配YAG或QD的该调光材料，使得该第二色光为白光。但是，可选择地采用其他颜色的二极管或是改变其他种类的调光材料，从而改变该第一色光发出非蓝光，该第二色光发出非白光，仍可以实施。
参阅图11，本发明的侧光式背光模块的第二实施例与第一实施例大致相同，差异处在于该导光单元2形态不同。
该导光单元2还包括一保护层23，该保护层23设置于该导光板21的背面213且覆盖该等波长转换结构22。各该波长转换结构22含有调光材料，该调光材料为YAG或QD。该保护层23是环氧树脂材料或是二氧化硅（Silicon dioxide）材料构成，用以保护各该波长转换结构22而避免各该波长转换结构22氧化。
参阅图11，示意说明第二实施例的发光二极管31发出蓝色光线，至该出光面212射出白色光线的光线路径，其与图2所示的第一实施例光线行进路径大致相同，故在此不详加赘述。
综上所述，通过该等波长转换结构22设置于背面213，使得整体尺寸轻薄，对于手持式电子产品（平板、手机）要求尺寸轻薄设计，相当有利。再者，该等波长转换结构22排列于该导光板21的背面213，即各该波长转换结构22相当于点光源，使得出光更加均匀，故确实能达到本发明的目的。
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，应当不能以此限定本发明实施的范围，即凡是根据本发明权利要求书的范围及专利说明书内容所作的简单的等同变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (15)

1.一种导光单元，该导光单元包括：
一导光板，该导光板具有一入光面、一连接该入光面的出光面以及一连接该入光面且相反于该出光面的背面；以及
多个波长转换结构，该等波长转换结构相间隔地设置于该背面，各该波长转换结构含有调光材料。
2.如权利要求1所述的导光单元，该导光单元还包括一保护层，该保护层设置于该导光板的背面且覆盖该等波长转换结构。
3.如权利要求2所述的导光单元，其中，该保护层材料为环氧树脂或是二氧化硅。
4.如权利要求1所述的导光单元，其中，该调光材料分散于各该波长转换结构。
5.如权利要求4所述的导光单元，其中，该调光材料为钇铝石榴石或量子点。
6.如权利要求1所述的导光单元，其中，该等波长转换结构的排列方式为矩阵式排列、矩阵交错式排列以及随机数排列其中之一。
7.如权利要求1所述的导光单元，其中，该等波长转换结构的形状为圆形、椭圆形、方形、三角形以及六边形其中之一。
8.一种侧光式背光模块，该侧光式背光模块包括：
一导光单元，该导光单元包括：
一导光板，该导光板具有一入光面、一连接该入光面的出光面以及一连接该入光面且相反于该出光面的背面，以及
多个波长转换结构，该等波长转换结构相间隔地设置于该背面，各该波长转换结构含有调光材料；以及
一光源，该光源朝向该入光面，由该光源发出一第一色光通过该入光面，经过该等波长转换结构，至该出光面射出一第二色光，其中，该第二色光相异于该第一色光。
9.如权利要求8所述的侧光式背光模块，其中，该导光单元还包括一保护层，该保护层设置于该导光板的背面且覆盖该等波长转换结构。
10.如权利要求9所述的侧光式背光模块，其中，该保护层材料为环氧树脂或是二氧化硅。
11.如权利要求8所述的侧光式背光模块，其中，该光源为蓝光二极管，该第一色光为蓝光，该第二色光为白光。
12.如权利要求8所述的侧光式背光模块，其中，该调光材料分散于各该波长转换结构。
13.如权利要求12所述导光单元，其中，该调光材料为钇铝石榴石或量子点。
14.如权利要求8所述侧光式背光模块，其中，该等波长转换结构的排列方式为矩阵式排列、矩阵交错式排列以及随机数排列其中之一。
15.如权利要求8所述侧光式背光模块，其中，该等波长转换结构的形状为圆形、椭圆形、方形、三角形以及六边形其中之一。
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