CN205942193U - 背光单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种构成背光单元的导光板与量子点薄膜之间形成有空气层，从而改善色彩再现性的背光单元。本实用新型的一实施例涉及的背光单元的特征在于，包括：导光板，其具有出射面；以及量子点薄膜，其包括与所述出射面对置的下部基膜，其中，所述下部基膜具有多个凸出部，以便在所述导光板与所述量子点薄膜之间形成空气层，所述凸出部具有截面朝着所述导光板的出射面方向逐渐变小的形状。根据本实用新型的背光单元，在导光板与量子点薄膜之间形成空气层，以使光扩散到整个导光板，从而能够向接合在导光板上部的量子点薄膜供给均匀的光。通过将量子点薄膜固定在导光板的上部，能够提高背光单元的色彩再现性，并且改善色差不良。

Description

背光单元

技术领域

本实用新型涉及一种背光单元，具体涉及一种构成背光单元的导光板与量子点薄膜之间形成有空气层，从而改善色彩再现性的背光单元。

背景技术

量子点(Quantum Dot；QD)是纳米大小的半导体粒子。根据量子点的大小和组成，基于量子限域效应的发光特性会变化，因而对此进行调节，以各种方式应用在各种发光元件以及电子装置上。利用量子点，能够生产出色彩再现性优秀的量子点液晶显示器(Quantum Dot Liquid Crystal Display；QD-LCD)。量子点用作显示装置内的荧光体，而为了在光学上结合光源与量子点，采用将量子点分散于高分子树脂中而制成的薄膜(以下称量子点薄膜)。

在量子点液晶显示器(QD-LCD)中，可以以各种方式组合量子点与光源，但主要采用的是将量子点薄膜配置在导光板上，从而制造背光单元(Back Light Unit；BLU)的表面配置(on-surface)方式。

这种采用表面配置方式的现有的背光单元具有光在导光板的入光部附近集中发光的问题以及光转换效率低的局限性。

图1是现有的背光单元的概略剖视图。

背光单元包括光源10、导光板20以及层叠在导光板20上侧的量子点薄膜30。从光源10射出的光在导光板20扩散，在导光板20扩散的光朝上入射到量子点薄膜30上。

导光板20的上部与量子点薄膜30的下部基膜32相接，如此层叠量子点薄膜30。此时，导光板20与量子点薄膜30的基膜31、32具有范围相近的折射率(约1.4至1.5)，因此入射到导光板20内部的光在无法顺利地进行全反射的情况下透射到下部基膜32。因此，发生入射的光无法在导光板20的内部均匀地扩散，而在导光板20的入光部附近集中发光的问题。进而，量子点薄膜30无法从导光板20接收均匀的光，因此现有的背光单元具有虽然将色彩再现性优秀的量子点用作荧光体，但光转换效率仍然低的局限性。

此外，现有的背光单元的结构是，量子点薄膜30以未固定的状态层叠在导光板20的上部。量子点薄膜30是薄膜形式，对在量子点上进行光转换时产生的热等脆弱。因此，如果只是单纯地将量子点薄膜30层叠在导光板20的上部，则会发生随着背光单元的工作，量子点薄膜30弯曲(curl)或者起皱(wrinkle)的问题。包括弯曲或起皱的量子点薄膜30的背光单元无法向液晶面板供给均匀的光，包括这种背光单元的显示装置具有发生色差不良的问题。

[相关专利文献]

1、韩国专利公开第2015-0040608号(发明名称：具备利用量子点的背光单元的液晶显示装置)

实用新型内容

所要解决的技术问题

本实用新型是为了解决如上所述的问题而做出的，其目的在于，提供一种背光单元，在导光板的内部活跃地发生光的全反射，并且能够使光均匀地扩散到整个导光板。进而，其目的在于，提供一种背光单元，提高光转换效率，并改善色差不良。

本实用新型的技术问题并不局限于如上提及的技术问题，通过以下记载能够使本领域的技术人员理解未提及的其它技术问题。

解决技术问题的方案

为了解决所述技术问题，本实用新型的一实施例涉及的背光单元的特征在于，包括：导光板，其具有出射面；以及量子点薄膜，其包括与所述出射面对置的下部基膜，其中，所述下部基膜具有多个凸出部，以便在所述导光板与所述量子点薄膜之间形成空气层，所述凸出部具有截面朝着所述导光板的出射面方向逐渐变小的形状。

此外，根据本实用新型的另一特征，所述导光板与所述凸出部粘接在一起。

此外，根据本实用新型的又一特征，在所述导光板的一侧面设置有光源，并且所述凸出部在单位面积内的数量随着远离所述光源而增多。

此外，根据本实用新型的又一特征，所述凸出部形成为棱镜形状。

实用新型效果

根据本实用新型的背光单元，在导光板与量子点薄膜之间形成空气层，以使光扩散到整个导光板，从而能够向接合在导光板上部的量子点薄膜供给均匀的光。进而，将量子点薄膜固定在导光板的上部，从而能够提高背光单元的色彩再现性，并且改善色差不良。

附图说明

图1是现有的背光单元的概略剖视图。

图2是本实用新型的一实施例涉及的背光单元的概略剖视图。

图3a至图3h是例示出各种凸出部结构的立体图。

图4a至图4c是放大示出图2的A区域的放大图。

图5a、图5b是示出本实用新型的经改善的发光效果的概略剖视图。

图6a、图6b是示出本实用新型的视角改善效果的曲线图。

附图标记：

1：空气层

100：背光单元

110：光源

120：导光板

130：粘合部

140：反射构件

200：量子点薄膜

210：光转换层

220：上部基膜

230：下部基膜

231：凸出部

具体实施方式

参照与附图一同详细描述的实施例，本实用新型的优点、特征及其达成方法将会变得明确。然而，本实用新型并不限定于以下公开的实施例，而是以各种不同形式实现，提供本实施例的目的只是使本实用新型的公开完整，并且向本实用新型所属技术领域的普通技术人员完整地传达本实用新型的范畴，本实用新型只由权利要求的范畴来定义。

称元件(elements)或层位于其它元件或层之“上(on)”时，就在其它元件之上的情况，或者在中间存在其它层或其它元件的情况全都包含在内。

虽然使用第一、第二等来描述各种构成要素，然而这些构成要素并不限于这些术语，这些术语只是用来区分一个构成要素与另一个构成要素。因此，在本实用新型的技术思想之内，以下提及的第一构成要素当然也可以是第二构成要素。

在整篇说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。

附图中示出的各结构的大小及厚度考虑的是便于说明，本实用新型并不一定限定于所图示的结构的大小及厚度。

本实用新型各实施例的各个特征能够彼此结合或组合一部分或者全部，并且如本领域的技术人员能够充分地理解，技术上可实现各种联动以及驱动，各实施例可以彼此独立地实施，也可以按照关联关系一同实施。

下面，参照图2、图4a至图4b，对本实用新型的一实施例涉及的背光单元100的结构进行详细说明。

本实施例涉及的背光单元100将侧入式(edge lighting type)背光单元作为示例。然而并不限定于此，直下式(direct lighting type)背光单元当然也属于本实用新型的范畴。

图2是本实用新型的一实施例涉及的背光单元100的概略剖视图，图3a至图3h是例示出凸出部231的各种结构的立体图，图4a至图4c是放大示出图2中凸出部231与导光板120接合的A区域的放大图。

参照图2，背光单元100包括光源110、导光板120、量子点薄膜200以及用于接合导光板120与量子点薄膜200的粘合部130。

光源110配置在导光板120的一侧，向导光板120的内部照射光。

光源110优选为耗电量小的发光二极管(light emitting diode；LED)。在本实施例中，光源110可以是放出波长范围为约430nm至约470nm的光的蓝色发光二极管(blue-LED)。只是，并不限定于此，可以使用本领域技术人员公知的任意光源。

从光源110照射的光经过导光板120内部时扩散。扩散的光通过导光板120上部的出射面出射。

导光板120优选由透光率高的材料形成。这种材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PolyMethyl Methacrylate；PMMA)，也可以是本领域技术人员公知的其它任意材料。

另一方面，为了使入射到导光板120内部的光聚集到上表面，可以在导光板120的下表面进一步设置特定形状的引导图案(未图示)。可以通过阳刻或者阴刻来形成引导图案，并且可以形成为公知的各种形式。可以以本领域技术人员公知的任意方式形成各种引导图案，如越是远离导光板120入光部，单位面积内的数量就越大等。

量子点薄膜200包括光转换层210以及覆盖光转换层210的上部及下部的一对基膜220、230。

光转换层210是包括量子点211、212并且用于将入射到光转换层210的光转换为目标波长的光的层。多个量子点211、212以及多个光散射剂213分散在高分子树脂214内，从而形成光转换层210。

量子点211、212是直径为几纳米的半导体粒子。量子点211、212可以由周期表上的II-VI族、III-V族、IV-VI族、IV族半导体物质或者这些物质的化合物形成，也可以采用本领域技术人员公知的任意的半导体物质或者化合物。

光散射剂213使光在光转换层210内朝各方向散开，从而能够增加入射光与量子点211、212接触的区域。光散射剂213可以由金属氧化物粒子、气泡、玻璃珠或者聚合物珠形成，也可以由其混合物形成。

高分子树脂214的作用在于，从外部的冲击和环境等中保护量子点211、212，并使量子点211、212以及光散射剂213分散并固定。高分子树脂214优选由屏蔽氧气及水分的特性优秀的物质形成。

上述的量子点211、212以及光散射剂213、高分子树脂214并不限定于上述的物质及结构。当然可以是本领域技术人员公知的任意的物质或者结构。

参照图2，基膜220、230从上部及下部覆盖光转换层210。

基膜220、230的作用在于，从外部环境中保护对氧气、水分等脆弱的量子点211、212，并且使量子点薄膜200保持形状。

基膜220、230可以由透氧度及透湿性低的物质、耐热性优秀的物质形成。另外，基膜220、230优选由透光性优秀的物质形成，以便使光透过。优选，这种基膜220、230可以具有约1.65的折射率，可以是热稳定性优秀且机械强度高的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate；PET)。然而，并不限定于此，基膜220、230当然可以由本领域技术人员公知的任意的薄膜材料形成。

下部基膜230包括下部的凸出部231。

通过凸出部231，在导光板120与量子点薄膜200之间确保一定的空气层1。空气层1中空气的折射率约为1.0，低于导光板120的折射率，因此能够在导光板120的内部活跃地发生光的全反射。因此，本实施例的量子点薄膜200中，下部基膜230包括凸出部231，以在背光单元100中形成空气层1，从而能够使光均匀地扩散到整个导光板120。

参照图2、图4a至图4c，凸出部231具有截面朝着导光板120的出射面方向逐渐变小的形状。由于凸出部231形成为截面朝着导光板120的出射面方向变小，从而使本实施例的背光单元100具有改善亮度及视角的效果。对此将参照图5a、图5b及图6a、图6b进行详述。

作为示例，凸出部231可以具有各种形状，如图3a至图3h所示。凸出部231a、231b的截面形状可以是圆形，如图3a及图3b所示。凸出部231c至231f的截面形状可以是三角形或四边形等多边形，如图3c至图3h所示。即，凸出部231也可以具有圆锥或多角锥形状，也可以具有圆锥台或多角锥台形状。进而，凸出部231g、231h也可以具有如形成在公知的棱镜薄膜上的棱镜图案的形状，如图3g及图3h所示。

进而，如图3a至图3d所示，凸出部231也可以具有相对于导光板120的垂直方向上的任意轴对称的形状，或者，也可以考虑从导光板120入射到凸出部231的光的角度而变形形成凸出部231，使得更容易发生全反射。

只是，上述的凸出部231的形状只是示例。只要以阳刻方式形成，从而能够在导光板120与量子点薄膜200之间形成空气层1，并且凸出部231与导光板120相接的截面窄于与下部基膜230连接的截面，凸出部231就不限定于上述的形状，而是可以形成为任意的形状。

虽然未图示，但考虑到光度随着远离光源210而变弱，为了使入射到光转换层210或者从量子点薄膜200出射的光均匀，凸出部231优选形成为，凸出部231在单位面积内的数量随着远离光源110而增多。或者，也可以有规则地形成凸出部231的形状及排列，如图2所示。

只是，凸出部231的结构及配置并不限定于如上所述，只要凸出部231的高度适当，相邻的凸出部231的立体形状可以彼此不同或者不规则地反复排列，凸出部231也可以隔着不规则的间隔排列。

这种凸出部231可以通过卷绕(roll to roll)方式或者丝网印刷方式、喷墨方式等形成。此外，凸出部231可以通过本领域技术人员公知的任意方式形成。

凸出部231的高度优选在20μm以下，以便实现薄型背光单元100。只是并不限定于此，可以根据背光单元100的厚度等设计规格，综合性地决定凸出部231的高度及宽度。

另一方面，量子点薄膜200可以进一步包括阻挡层(未图示)，所述阻挡层位于光转换层210与上部基膜220、下部基膜230之间。阻挡层是薄膜形式的结构，作为示例，形成阻挡层的物质可以是硅氧化物(silicon oxide)或者金属氧化物(metal oxide)等。只是，并不限定于此，阻挡层可以由公知的物质形成，以从氧气、水分等外部环境中保护光转换层210。

参照图2、图4a至图4c，在导光板120与凸出部231之间形成粘合部130。以在导光板120与量子点薄膜200之间形成空气层1的方式，将量子点薄膜200接合到导光板120上，粘合部130的作用在于，使导光板120和凸出部231相互固定。

只要确保在导光板120与量子点薄膜200之间形成空气层1，就不特别限定形成粘合部130的方法。例如，也可以通过辊筒涂布液状的粘合物质来形成粘合部130，也可以附着固状的粘合薄膜来形成粘合部130。此外，也可以在量子点薄膜200的凸出部231上形成粘合部130以粘合到导光板120的上表面上，也可以在导光板120的上表面上形成粘合部130以将凸出部231粘合到导光板120的上表面上。

如图4a及图4b所示，粘合部130可以形成在导光板120与量子点薄膜200之间的整个面上。此外，如图4c所示，粘合部130也可以仅形成在凸出部231的峰部上，以在粘合部130发挥粘合性能的情况下还最小化对光学性能产生的影响。特别是，如果粘合部130是由液状的粘合物质形成的，则优选如图4c所示，仅形成在凸出部231的峰部上。

粘合部130优选由透光性优秀的物质形成，以便使从导光板120出射并入射到量子点薄膜200的光透过。例如，这种物质可以是OCA(Optical Clear Adhesive：光学透明粘合剂)。

为了形成厚度为薄型的背光单元100，粘合部130的厚度优选在10μm以下。

形成粘合部130的固化型粘合物质可以是UV固化物质或者热固化物质。作为粘合物质，可以使用本领域技术人员公知的任意的粘合物质。虽然并不特别限制，但粘合部130的粘合力可以是100～200g/25mm，以便坚固地粘合导光板120与量子点薄膜200。

另一方面，背光单元100可以进一步包括反射构件140，所述反射构件140位于导光板120的下表面或者侧面。反射构件140可以以板形式配置在导光板120的下表面，也可以附着到导光板120的下表面或者侧面。

下面，参照图5a、图5b及图6a、图6b，对本实用新型的一实施例涉及的背光单元的效果进行详细说明。

图5a、图5b是示出本实用新型的改善的发光效果的概略剖视图，图6a、图6b是示出本实用新型的视角改善效果的曲线图。

图5a示出了在现有的背光单元中光扩散的情形，图5b示出了在本实用新型的一实施例涉及的背光单元中光扩散的情形。

参照图5a，从导光板20出射并入射到下部基膜32的光具有较大的入射角。那是因为，现有的导光板20与下部基膜32具有范围相近的折射率，因此无法在导光板20的内部顺利地发生光的全反射现象，透过至下部基膜32时光的折射程度小。

与此相反，参照图5b，本实施例的背光单元中，从导光板120出射的光通过凸出部231入射到量子点薄膜200上，因此入射到量子点薄膜200的光的入射角小。即，通过凸出部231，能够将从导光板120扩散的光的方向转换为与量子点薄膜200垂直的方向。

因此，根据本实施例的背光单元结构，垂直入射于下部基膜230的光能够在光转换层210均匀地扩散，并从量子点薄膜200广泛地扩散并出射。本实施例涉及的背光单元更适合形成面光源，从这种背光单元出射的光能够在正面视角内具有均匀的亮度分布。

图6a是示出现有的背光单元的对应于视角的发光强度(luminous intensity)的测定数据曲线图，图6b是示出本实用新型的一实施例涉及的背光单元的对应于视角的发光强度的测定数据曲线图。

可以确认，与现有的背光单元相比，本实用新型一实施例涉及的背光单元的亮度得到了改善。具体而言，可以确认，图6a中最大发光强度约为140％，与此相比图6b中最大发光强度约提高至200％。

进而，比较图6a与图6b，可以确认，本实用新型一实施例涉及的背光单元相比于现有的背光单元，正面视角中的亮度得到了改善。

现有的导光板中，侧面的亮度高于正面的亮度，因此若要将现有的背光单元用到显示装置上，就额外需要扩散薄膜等光学构件。然而，本实用新型的背光单元可省略扩散薄膜等光学构件，包括这种背光单元的显示装置具有能够实现大面积化以及薄型化的优点。

以上参照附图对本实用新型的实施例进行了说明，然而本实用新型所属技术领域的普通技术人员能够理解，在不改变本实用新型的技术思想或必要特征的情况下，可以以其它具体形式实施。因此，只应理解为以上所描述的实施例在所有方面都是例示性的而不是限定性的。

Claims (4)

1.一种背光单元，其特征在于，包括：

导光板，其具有出射面；以及

量子点薄膜，其包括与所述出射面对置的下部基膜，

其中，所述下部基膜具有多个凸出部，以便在所述导光板与所述量子点薄膜之间形成空气层，

所述凸出部具有截面朝着所述导光板的出射面方向逐渐变小的形状。

2.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，

所述导光板与所述凸出部粘接在一起。

3.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，

在所述导光板的一侧面设置有光源，

所述凸出部在单位面积内的数量随着远离所述光源而增多。

4.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，

所述凸出部形成为棱镜形状。