TW201222093A - Backlight unit - Google Patents

Description

201222093 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域*】 [0001] 本發明涉及一種背光模組，特別是指一種發光二極體背 光模組。 【先前技術】 [0002] 顯示幕幕作為一種可顯示文字及圖像的電子裝置，在人 們的日常生活中起到廣泛的應用。目前的顯示幕幕根據 其材質可主要分為兩種：一種是有機發光二極體螢幕 (OLED，organic light-emitting display) ’ 另外 Γ) 一種是薄膜場效應電晶體勞幕（.TFT，, thin film tran-sistor)。由於〇LED螢幕的成本較高’因此雖然有著諸 多優點，應用範圍卻受到限制。而TFT螢幕則憑藉其較大 的價格優勢’目前應用仍佔主流。然而，TFT螢幕本身並 不具備發光功能，因此通常需要給其配備相應的背光模 組來進行照明。 [0003] 習知的背光模組中所採用的光源通常為冷陰極螢光燈管 〇 (CCFL，cold cathode fluorescent lamp)及發光二 極體（LED，light emitting diode)兩類。冷陰極螢 光燈管由於其出現時間較早，技術比較成熟，目前仍然 是大部分顯示幕幕背光模組的首選。發光二極體的技術 起步較晚，目前還只是在部分顯示幕幕產品上有相關應 用。然而，由於相比於冷陰極螢光燈管有著眾多優點， 比如體積小、重量輕、能耗低、無污染等’未來發光二 極體的應用將會逐漸拓展，取代冷陰極螢光燈管勢在必 行。 099139881 表單編號A0101 第3頁/共13頁 0992069522-0 201222093 [0004] 由於顯示幕幕需要白光來進行照明，對於單個晶片的發 光二極體而言，目前還無法直接產生白光，因此通常是 採用混光的方式來合成白光。當前較為主流的混光方式 為藍色發光晶片加黃色螢光粉。然而，由於發光二極體 的體積較小，容易導致摻雜於其封裝體内的螢光粉分佈 不均，使輸出的白光出現偏色的現象，進而影響顯示幕 幕的顯示效果。 【發明内容】 [0005] 因此，有必要提供一種混光均勻的背光模組。 [0006] —種背光模組，包括發光二極體、擴散板、稜鏡片及偏 光板，發光二極體發出的光線經過擴散板、稜鏡片及偏 光板出射，棱鏡片在發光二極體光傳播路徑中的表面上 設有螢光粉。 [0007] 由於將螢光粉設置於棱鏡片表面上，其較大的面積可確 保螢光粉分佈均勻，進而使混光均勻，避免偏色的現象 發生。 【實施方式】 [0008] 請參閱圖1，示出了本發明第一實施例的背光模組。該背 光模組用於對顯示幕幕（圖未示）進行照明，以方便使用 者對顯示幕幕所顯示的内容進行觀察。背光模組包括一 導光板10、複數設置於導光板10相對兩端的發光二極體 20、設於導光板10上方的一擴散板30、設置於擴散板30 上方的一棱鏡片40及設置於棱鏡片40上方的一偏光板50 099139881 表單編號A0101 第4頁/共13頁 0992069522-0 201222093 [0009] 該導光板丨〇可由亞克力樹脂、聚碳樹脂等透明度較高的 材料所製成。導光板10呈矩形，其正對於發光二極體20 的二側面為入光面12，其頂面為出光面丨4。發光二極體 20發出的光線經過導光板1〇的入光面12進入導光板1〇内 部，部分光線直接從出光面14出射，另外部分光線經過 導光板10的底面全反射然後再從出光面14出射。為避免 光線從導光板10的底面洩露，導光板1〇的底面還可進一 步形成一反射層（圖未示）。該反射層可由金屬材料所製 成，如銀、鋁、金等。此外，導光板1〇的底面上還可形 Ο 成多個擴散點（圖未示>，用以對光線進行擴散。這些擴 散點可由高反射率的油墨材料（如二氧化鈦或二氧化矽） 通過網版印刷或其他方式所形成。這些擴散卑可排列成 特定的圖案以達到不同的散光效果。該導光板丨〇的作用 在於將自發光二極體20水準射出的光線調整方向，使其 向上傳播。 [0010] 這些發光二極體20分設於導光板1(f的二入光面12附近。 Q 本實施例中每一發光二極體2〇均為採用藍色發光晶片（圖 未示）的藍光二極體。該藍色發光晶片可採用氮化鎵、氮 化銦鎵、氮化鋁銦鎵等半導體發光材料所製成。發光二 極體20正對於導光板10的入光面12，以將光線水準射入 導光板10内。發光二極體20與導光板1〇的入光面丨2之間 可直接貼合，也可通過透明的膠體（圖未示）黏接，以減 少光線在傳播中的損失。 [0011]擴散板30設置於導光板10上方。該擴散板3〇可由摻雜有 擴散微粒的聚碳酸S旨或聚甲基丙稀酸甲g旨所製成。擴散 0992069522-0 099139881 表單編號A0101 第5頁/共13頁 201222093 板30通過其内部的擴散微粒將從導光板10出光面14射入 的光線進行擴散，使光線均勻地從其出光面34射向稜鏡 片40。 [0012] 棱鏡片40設置於擴散板30上方。稜鏡片40可由多元酯或 聚碳酸酯等透明材料所製成。稜鏡片40在其出光面44上 形成有多個連續的三角形稜角（圖未標）。相鄰棱角頂點 之間的間距優選在24 μ 10/zm之間，各稜角的角度優 選在90~110度之間。稜鏡片40用於調整從擴散板30所射 入的光線的角度，對經過擴散板30散射的光線進行準直 而使之限定在特定的視角範圍内出射，從而提升該視角 範圍内的輝度。稜鏡片40的各個稜角上塗覆有一層黃色 螢光粉60，用於改變輸出光的顏色。本是實施例中黃色 螢光粉6 0可以為釔鋁石榴石、矽酸鹽化合物、氮化物、 氮氧化物等輻射頻譜介於黃光波段的螢光材料所製成。 由於光線會在稜角上進行多次反射及折射以達到準直效 果，塗覆於各稜角上的黃色螢光粉60受激發所發出的黃 光可充分地與藍光進行混合，從而得到均勻度較高的白 光。此外，由於稜鏡片40的出光面44的面積遠大於發光 二極體20的面積，黃色螢光粉60可較為均勻地進行塗抹 ，從而進一步確保混光的均勻性。當然，黃色螢光粉60 的位置並不限於稜鏡片40出光面44上的稜角上，其還可 以塗覆於稜鏡片40的入光面42上，同樣能達到混光均勻 的目的。 [0013] 偏光板50位於稜鏡片40上方。偏光板50由多層複合材料 薄膜所組成，其用於將棱鏡片40輸出的光偏極化，使某 099139881 表單編號A0101 第6頁/共13頁 nQQ9〇RQ^99-n \j Ο Ο t-ι \J \J Kf lu iu \j 201222093 [0014] Ο [0015] ❹ 一極化方向的光線通過而過濾其他方向的光線。 可以理解地，上述黃色螢光粉60還可以如圖2所示塗覆於 擴散板30的入光面32。通過光線在擴散板30内的多次折 射及反射，同樣可達到均勻混光的目的。另外，為彌補 黃色加藍色合成的白光演色性不足的問題，棱鏡片40的 出光面44或入光面42上還可以塗覆一層紅色螢光粉62(圖 2中為塗覆在棱鏡片40的出光面44上）。該紅色螢光粉62 可由驗土金屬硫化物、硫化鋅型硫化物、碎酸鹽化合物 、鋁酸鹽化合物、氮氧化物等輻射頻譜位於紅光波段内 的螢光材料所製成。通過添加紅色螢光粉62，最終白光 的演色性可由原來的70左右提升到80上下。 還可以理解地，為進一步提升輸出白光的演色性，還可 採用RGB三原色混合的方式合成白光。比如，可在擴散板 30的出光面34及入光面32、稜鏡片40的出光面44及入光 面42以及導光板10的出光面14中的任意兩個面上分別塗 覆紅色螢光粉62及綠色螢光粉64。圖3中示出了上述各種 組合中的一種，即紅色螢光粉62位於棱鏡片40的出光面 44上，而綠色螢光粉64位於導光板10的出光面14上。該 綠色螢光粉64可由釔鋁石榴石、鋁酸鹽化合物、氮化物 、氮氧化物等輻射頻譜位於綠光波段的螢光材料所製成 。通過紅綠藍三種光線的混合，可使輸出白光的演色性 提升至90~ 100，從而適應某些特定顯示幕幕的照明需求 〇 此外，上述各種螢光粉60、62、64還可以在上述各元件 製造過程中就預先摻雜在其内部，而並不限於塗覆於各 099139881 表單編號A0101 第7頁/共13頁 0992069522-0 [0016] 201222093 元件的表面上。 [0017] 另外，上述各實施例中發光二極體20均是以側發光的方 式設置，因此需要導光板10改變發光二極體20的光線方 向，使其朝向上方出射。可以理解地，發光二極體20還 可以採用直下式的方式設置，即使發光二極體20的出光 方向直接朝上，從而省去導光板10，進一步節省成本。 [0018] 綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利 申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡 熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修 飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 [0019] 圖1為本發明第一實施例的背光模組的示意圖。 [0020] 圖2為本發明第二實施例的背光模組的示意圖。 [0021] 圖3為本發明第三實施例的背光模組的示意圖。 【主要元件符號說明】 [0022] 導光板：10 [0023] 入光面：12 [0024] 出光面：1 4 [0025] 發光二極體：20 [0026] 擴散板：30 [0027] 入光面：32 [0028] 出光面·· 34 099139881 表單編號Λ0101 第8頁/共13頁 0992069522-0 201222093 [0029] [0030] [0031] [0032] [0033] [0034] [0035] Ο 稜鏡片：40 入光面：4 2 出光面：44 偏光板：50 黃色螢光粉：60 紅色螢光粉：62 綠色螢光粉：64 〇 099139881 表單編號Α0101 第9頁/共13頁 0992069522-0

Claims (1)

1. 201222093 七、申請專利範圍： 1 . 一種背光模組，包括發光二極體、擴散板、稜鏡片及偏光 板，發光二極體發出的光線經過擴散板、稜鏡片及偏光板 出射，其改良在於：稜鏡片在位於發光二極體的光傳播路 徑的表面上設置有螢光粉。 2 .如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中稜鏡月的出 光面上設置有螢光粉。 3 .如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中稜鏡片的出 光面上具有多個棱角，螢光粉設置於稜角上。 4 .如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中棱鏡片出光 面上設置的螢光粉的輻射頻譜介於黃光波段。 5 .如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中擴散板的入 光面上也設置有螢光粉。 6 .如申請專利範圍第5項所述之背光模組，其中擴散板入光 面上的螢光粉的輻射頻譜介於黃光波段。 7 .如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中棱鏡片表面 上設置的螢光粉的輻射頻譜介於紅光波段。 8 .如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中還包括導光 板，發光二極體靠近導光板的侧面設置。 9 .如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中導光板的出 光面上設置有綠色螢光粉，棱鏡片表面上設置的螢光粉為 紅色螢光粉。 10 .如申請專利範圍第1至9任一項所述之背光模組，其中發光 二極體為藍光二極體。 099139881 表單編號A0101 第10頁/共13頁 0992069522-0