CN105929480A - 一种新的导光板及其应用 - Google Patents

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Abstract

一种导光板，包括上表面、下表面和侧面，所述上表面为出光面，所述下表面设置有由多个导光点组成的导光网点，至少一部分导光点包括波长转换元件。本发明的导光板利用波长转换元件的光扩散效果，将波长转换元件结合或者替代现有技术中的扩散网点或者微结构，直接将波长转换元件设置在导光网点，得到一种新型的具有波长转换功能的导光板。本发明还提出了一种背光模组、显示装置以及调节背光单元出光的方法。

Description

一种新的导光板及其应用
技术领域
本发明属于显示领域，具体涉及一种新的导光板、背光模组和显示装置。本发明还设计一种调节背光单元出光的方法。
背景技术
量子点又称为纳米晶体，为粒径通常为1-20纳米之间、并具有晶体结构的材料。由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以向周围发射荧光。量子点的荧光光发射特性可以通过控制其组成、粒径大小、结构来实现。
由于量子点具有粒子大小可控、分散均匀、激发转化效率高、稳定且光效较高等优异的光学性质，其在显示器件领域已经展示出较大的应用前景。尤其是量子点的发光光谱的半峰宽比现有显示领域使用的荧光粉窄，可使电视具有高色域(NTSC)。
导光板是背光模组中的一个重要元件，其主要功能在于引导光线方向，以提高面光的亮度及控制亮度均匀。导光板的下表面设置具有一定排布规律的导光网点，通过导光网点的散射作用，破坏光线在导光板内的全反射，使光线能够均匀的从导光板上表面出射，从而将线光源或点光源转化为面光源。通过各种疏密、大小不一的导光网点，可使导光板均匀发光。现有技术的导光点主要包括扩散网点、微结构或者微光栅。
目前，量子点在显示装置中的应用主要为将量子点分散在介质中，并设置在导光板的入光面或者出光面附近。将量子点设置在入光面附近，易受到光源温度的影响降低寿命。将量子点设置在出光面附近，量子点用量较大，成本较高。
因此，有必要进一步对量子点与导光板的结合方式进行改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为：提供一种新的导光板，结合了导光板和波长转换元件的特点。
本发明公开了一种导光板，包括上表面、下表面和侧面，所述上表面为出光面，所述下表面设置有由多个导光点组成的导光网点，至少一部分导光点包括波长转换元件。
优选地，所述波长转换元件包括量子点、荧光粉或者二者的混合物。
优选地，所述波长转换元件为量子点，所述量子点均匀分散在基体材料中。
优选地，所述基体材料包括聚合物、单体、玻璃中的一种或者多种。
优选地，所述基体材料中还包括扩散粒子。
优选地，所述导光板的下表面设置有基底，所述导光网点设置在所述基底上。
优选地，所述导光网点由导光墨水印刷形成，所述导光墨水中包括所述波长转换元件。
优选地，所述导光网点包括微结构，所述微结构表面设置有所述波长转换元件。
优选地，所述微结构为向导光板内部凹陷的凹槽，所述凹槽中填充有所述波长转换元件。
优选地，所述波长转换元件表面设置有密封件。
优选地，所述出光面设置有微透镜结构或者棱镜结构。
优选地，靠近所述入光面的所述导光网点的密度较小，远离所述入光面的所述导光网点的密度较大。
优选地，靠近所述入光面的所述导光网点的尺寸较小，远离所述入光面的所述导光网点的尺寸较大。
本发明还公开了一种背光单元，包括发光器件和如上所述的导光板。
本发明还公开了一种显示装置，包括如上所述的背光单元以及用于显示图像的图像面板。
本发明还公开了一种调节背光单元出光的方法，所述背光单元包括发光器件和导光板，包括上表面、下表面和侧面，所述上表面为出光面，所述下表面设置有由多个导光点组成的导光网点，至少一部分导光点包括波长转换元件，所述方法包括通过调节导光网点的分布、形状和尺寸，来调节所述背光单元出光的颜色、亮度和均匀度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的导光板利用波长转换元件的光扩散效果，通过将波长转换元件结合或者替代现有技术中的扩散网点和微结构，直接将波长转换元件设置在导光网点，将波长转换元件与导光板的结合直接融入到导光板的制作过程中，得到一种新型的具有波长转换功能的导光板。
附图说明
图1为本发明中一种具体实施方式的背光单元的示意图；
图2为本发明中一种具体实施方式的导光板下表面的示意图；
图3为图2中导光板下表面中的一个导光点的示意图；
图4为本发明中一种具体实施方式的下表面打印导光点的导光板的示意图；
图5为本发明中一种具体实施方式的下表面打印导光点的导光板的示意图；
图6为本发明中一种具体实施方式的下表面具有微结构导光点的导光板的示意图；
图7为本发明中一种具体实施方式的下表面具有微结构导光点的导光板的示意图；
图8为本发明中一种具体实施方式的下表面具有微结构导光点的导光板的示意图；
图9为图4中导光点的放大示意图；
图10为图5中波长转换元件的放大示意图；
图11为一种具体实施方式的导光板的截面示意图
图12为本发明中一种具体实施方式的导光板的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护范围。本发明的附图仅为示意说明本发明的实施方式，其具体尺寸比例以说明书内容或者技术领域公知常识为准。
本发明公开了一种显示装置，包括背光单元100以及用于显示图像的图像面板。图像面板包括但不限于液晶面板。如图1所示，背光单元100包括发光器件102和导光板104。从光路的角度来看，导光板104包括入光面106和出光面108。发光器件102邻近于入光面106。从形状的角度来看，导光板104包括上表面、下表面和侧面。上表面即为出光面108。优选地，发光器件102包括基板和安装在基板上的多个发光器件芯片。
在一个优选的实施方式中，背光单元100还包括反射片103，用于将反射导光板104的下表面射出的光反射回去。在另一个优选的实施方式中，背光单元100还包括设置在出光面108上方的光学膜片。光学膜片包括但不限于扩散膜片和增亮膜片。
图1所示的导光板104为侧入式，入光面106位于导光板104的侧面。在另一种优选的实施方式中，导光板104为直下式，入光面106为导光板104的下表面。
如图2所示，导光板104包括光学级板材109和设置在导光板104下表面的导光网点。导光网点由成阵列排布的多个导光点110组成。至少一部分导光点110包括波长转换元件112。波长转换元件112均匀地分布在导光网点中。在图2所示的实施方式中，所有导光点110都包括波长转换元件112。
波长转换元件112包括但不限于量子点114、荧光粉或者量子点114和荧光粉的混合物。在一个优选的实施方式中，如图3所示，导光点110为均匀分散有量子点114的基体材料115。基体材料115包括但不限于单体、聚合物和玻璃。优选地，基体材料115中还包括扩散粒子。基体材料115的优选厚度范围为1微米-1000微米。量子点114为红光量子点与绿光量子点的混合物。
量子点114为点光源，受到激发后产生发射光谱，发射光谱向周围扩散形成点光源。利用量子点114的扩散光源特点，将其与导光板104的导光网点结合，形成一种新的导光板104。
量子点114包括如下化合物中的至少一种：II族-VIA族化合物(特指由II族元素与VIA族元素组成的化合物)、IV族-VIA族化合物(特指由IV族元素与VIA族元素组成的化合物)、III族-VA族化合物(特指由III族元素与VA族元素组成的化合物)、I族-VIA族化合物(特指由I族元素与VIA族元素组成的化合物)。量子点114结构包括但不限于有上述化合物组成的核、核壳结构、合金或者梯度合金结构。优选地，量子点114为硒化镉/硫化锌或者磷化铟/硫化锌。
在一个优选实施方式中，波长转换元件112为均匀分散有量子点114的高分子材料，高分子材料包括但不限于环氧树脂、聚硅氧烷、丙烯酸类聚合物、玻璃、碳酸脂类聚合物和上述材料的混合物组成的组中的选择的至少一种。
在一个优选的实施方式中，如图4所示，导光网点通过印刷或者打印的方式形成在导光板104的下表面。每一个导光点110包括波长转换元件112。图4中的导光点110的放大图像如图9所示。导光点110的形状包括但不限于图4所示的圆柱状，也包括微透镜状等其它形状。具体的导光点110的形状可根据需要进行设计。
在一个优选的实施方式中，导光网点为印刷在导光板104下表面的导光墨水，导光墨水中均匀分散有量子点114。印刷后导光墨水113形成均匀分散有量子点的基体材料115。基体材料115中还包括其它导光粒子。
在一个优选的实施方式中，如图5所示，导光板104的导光网点通过印刷或者打印的方式形成在基底118之上，基底118与光学级板材109的下表面通过透明胶体粘结。导光网点位于基底118与光学级板材109的粘结面或者粘结面的背面。基底118的材料组成包括但不限于环氧树脂、聚硅氧烷、丙烯酸类聚合物、玻璃、碳酸脂类聚合物和上述材料的混合物组成的组中的选择的至少一种。
在一个优选的实施方式中，如图6所示，导光网点包括设置在导光板104下表面的微结构116和设置在微结构116内的波长转换元件112。波长转换元件112设置在微结构116的表面。每一个导光点110均包括一个微结构116。微结构116包括但不限于微透镜结构，其它能够满足光扩散效果的微结构都在本发明的保护范围内。波长转换元件112为均匀分散有量子点114的基体材料115。图6中的波长转换元件112的放大图像如图10所示。
在一个优选实施方式中，微结构116为设置在导光板104下表面的微小的凹槽，凹槽内填充有波长转换元件112。凹槽的形状包括但不限于透镜形、圆锥形、三棱柱形，其它能够满足光扩散效果的微结构都在本发明的保护范围内。
在一个优选的实施方式中，如图7所示，导光网点为设置在导光板下表面的微结构116，微结构116内填充有波长转换元件112，波长转换元件112表面还设置有密封件120。所有微结构116的密封件120统一为一个整体，贴合在导光板104的下表面。密封件120包括但不限于环氧树脂、聚硅氧烷、丙烯酸类聚合物、玻璃、碳酸脂类聚合物和上述材料的混合物组成的组中的选择的至少一种。当然，每个微结构116也可以都设置一个密封件120。
在一个优选的实施方式中，如图8所示，导光板104包括设置在光学级板材109下表面的基底118、设置在基底118中的凹槽、设置在凹槽中的波长转换元件112以及设置在基底118表面的密封件120。单个的凹槽以及设置在凹槽中的波长转换元件112构成一个导光点110。基底118与光学级板材109、密封件120之间通过透明胶体粘接。
在一个优选的实施方式中，导光板104的导光网点中，只有一部分导光点110包括波长转换元件112。包括波长转换元件112的导光点110与不包括波长转换元件112的导光点110交错分布。通过控制导光网点的分布、密度和尺寸，来控制导光板出光的颜色、亮度和均匀度。
在一个优选的实施方式中，导光网点为印刷在导光板104下表面的导光墨水，一部分导光点110的导光墨水中分散有量子点114，另一部分导光点110的导光墨水中不含有量子点114。包括量子点114的导光墨水与不包括量子点114的导光墨水交错分布。通过控制导光墨水的分布、密度和尺寸，来控制导光板出光的颜色、亮度和均匀度。
在一个优选的实施方式中，导光网点包括设置在导光板下表面的微小的凹槽118，一部分导光点110的凹槽内填充有波长转换元件112，另一部分导光点110的凹槽内不填充有波长转换元件112。包括波长转换元件112的导光点110与不包括波长转换元件112的导光点110交错分布。通过控制导光网点的分布、密度和尺寸，来控制导光板出光的颜色、亮度和均匀度。
在一个优选的实施方式中，导光板104的出光面108设置有微透镜阵列122，如图11所示。导光网点为设置在导光板104下表面的微小的凹槽118，凹槽118内填充有波长转换元件112，凹槽118的槽口还设置有密封件120。微透镜阵列122将减少出光面108的全反射效应，增加出光率。微透镜阵列122也具有增亮的效果。在另一个优选的实施方式中，导光板104的出光面108设置有棱镜结构。棱镜结构将大部分入射光向上折射，达到增亮的效果。棱镜结构也可以减少出光面108的全反射效应。
在一个优选的实施方式中，导光板104的下表面设置有一层分散有量子点114的高分子材料。量子点114即为导光板104下表面的导光网点。利用量子点114的光扩散效果使入射光在导光板104的下表面产生散射和扩散。优选地，高分子材料表面设置有密封件120。优选地，高分子材料中还分散有扩散粒子。
在一个优选的实施方式中，如图12所示，靠近入光面106的导光网点的密度较小，远离入光面106的导光网点的密度较大。在一个优选的实施方式中，靠近入光面106的导光网点的尺寸较小，远离入光面106的导光网点的尺寸较大。本发明可通过控制导光网点的密度和尺寸，来控制导光板104出光的颜色、亮度和均匀度。
本发明还公开了一种调节背光单元100出光的方法，背光单元100包括发光器件102和导光板104，包括上表面、下表面和侧面，上表面为出光面108，下表面设置有由多个导光点110组成的导光网点，至少一部分导光点110包括波长转换元件112，本发明的方法包括通过调节导光网点的分布、形状和尺寸，来调节背光单元100出光的颜色、亮度和均匀度。
尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的，都不能脱离本发明精神的实质，本发明中出现的术语用于对本发明技术方案的阐述和理解，并不能构成对本发明的限制。

Claims (16)

1.一种导光板，包括上表面、下表面和侧面，所述上表面为出光面，所述下表面设置有由多个导光点组成的导光网点，其特征在于，至少一部分导光点包括波长转换元件。
2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：所述波长转换元件包括量子点、荧光粉或者二者的混合物。
3.根据权利要求2所述的导光板，其特征在于：所述波长转换元件为量子点，所述量子点均匀分散在基体材料中。
4.根据权利要求3所述的导光板，其特征在于：所述基体材料包括聚合物、单体、玻璃中的一种或者多种。
5.根据权利要求3所述的导光板，其特征在于：所述基体材料中还包括扩散粒子。
6.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：所述导光板的下表面设置有基底，所述导光网点设置在所述基底上。
7.根据权利要求1或6所述的导光板，其特征在于：所述导光网点由导光墨水印刷形成，所述导光墨水中包括所述波长转换元件。
8.根据权利要求1或6所述的导光板，其特征在于：所述导光网点包括微结构，所述微结构表面设置有所述波长转换元件。
9.根据权利要求8所述的导光板，其特征在于：所述微结构为凹槽，所述凹槽中填充有所述波长转换元件。
10.根据权利要求8所述的导光板，其特征在于：所述波长转换元件表面设置有密封件。
11.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：所述出光面设置有微透镜结构或者棱镜结构。
12.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：靠近所述入光面的所述导光网点的密度较小，远离所述入光面的所述导光网点的密度较大。
13.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：靠近所述入光面的所述导光网点的尺寸较小，远离所述入光面的所述导光网点的尺寸较大。
14.一种背光单元，其特征在于，包括发光器件和如权利要求1-13中任一所述的导光板。
15.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求14所述的背光单元以及用于显示图像的图像面板。
16.一种调节背光单元出光的方法，所述背光单元包括发光器件和导光板，包括上表面、下表面和侧面，所述上表面为出光面，所述下表面设置有由多个导光点组成的导光网点，至少一部分导光点包括波长转换元件，其特征在于，所述方法包括通过调节导光网点的分布、形状和尺寸，来调节所述背光单元出光的颜色、亮度和均匀度。
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