TWI483043B - 發光單元以及使用其之液晶顯示器 - Google Patents

Description

發光單元以及使用其之液晶顯示器

本發明係有關一種發光單元以及使用該發光單元之一液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)；其係可藉由去除一導光板結構，使發光單元之結構輕薄的同時，亦能維繫其光效率。

一種液晶顯示器(LCD)係一種能夠根據影像資訊個別地提供資料訊號(data signals)給排列於矩陣陣列(matrix form)中之畫素(pixels)，以控制畫素之透光率(optical transmittance)。然而，因為LCD本身並不發光，故一發光單元係被裝設於該LCD之一後表面，以顯示一影像。

參閱圖1，一發光單元1係構成以包括一平面導光板30於一基板20之上，且複數個側發光式發光二極體10(side view LED)(圖中僅繪示一LED)係以一陣列型被排列於導光板30之一側。

自LED 10入射於導光板30之光線L係由一微反射結構(fine reflection pattern)或設置於導光板30之一底面上之一反射板40向上反射，然後自導光板30發出。然後，背光係被提供給一LCD面板50覆蓋在導光板30之上。

如圖2所示，該發光單元可形成為具有一結構，其係進一步將複 數個光學片如一擴散片31(diffusion sheet)；稜鏡片32、33(prism sheets)；以及一保護片34等等設置於導光板30與LCD面板50之間。

該發光單元係用以從該LCD之背面均勻地照明該LCD(該LCD無法自行發光)來顯示一影像。另，該導光板係為可均勻地將光自一光源(LED)傳送至該LCD之一整體表面的一種塑膠模製鏡片，並係具有提供均勻照明於該發光單元之功能。因此，基本上，該導光板係作為發光單元之一必要組成部件。結果是，因為導光板之厚度的關係，其產品之整體厚度受到限制。又，當發光單元為大面積時，影像品質可能會下降。

另外，在習知技術中用以擴散光至發光單元的一擴散板或一擴散片31係具有一遮光微結構(light shielding pattern)，以避免光的匯聚。該遮光微結構係使用Ag來實施一遮光效果(light shielding effect)。然而，使用Ag並實施遮光效果之遮光微結構，因一微結構部分完全屏蔽光線，使其很難達到整體的光均勻度：進而因黃光自LED光源本身生成，而降低發出白光發光單元之可靠度。

本發明之一方面係關於一種發光單元以及使用該發光單元之一LCD，其係可去除在習知發光單元中為必要元件的一導光板，並以寡聚 物為主要組成物之樹脂來形成一導光結構，藉此減少光源的數目，使發光單元之整體厚度縮小，並提升產品設計之自由度，確保其張力強度(tensile strength)、恆溫及恆濕之可靠度、及耐熱可靠度。

另外，本發明之另一方面係關於一種發光單元，其係可藉由施用能實施光學微結構之遮光墨水以遮光或擴散光至發光單元之一擴散片之一表面來得到光品質之可靠度，並確保光均勻度、經由一擴散微結構與一金屬微結構之結合而實施一屏蔽黃光之效果。

根據本發明一實施例，提供一種結構，其係藉由去除習知發光單元中一導光板、形成使用寡聚物為主要組成物之樹脂、以及一高分子型樹脂如聚丙烯(poly acryl)

根據本發明另一實施例，提供一種發光單元，其進一步包含有：複數個LED光源設置於一印刷電路板之上，藉此由形成包括一光學微結構的一擴散片之光屏蔽及擴散，來增加光效率；一樹脂層堆疊於一結構，其中該LED光源係嵌入於該結構，以將光擴散並導引向前；以及一擴散片，其係形成於該樹脂層之頂面上，且其上印刷有光學微結構，可屏蔽或反射光。

如上所述，本發明之實施例係提供一種可去除在習知發光單元中 為必要元件的一導光板，並形成使用以寡聚物為主要組成物之樹脂來導光之一結構，藉此減少光源的數目，使發光單元之整體厚度縮小，並提升產品設計之自由度，確保其張力強度、恆溫及恆濕之可靠度、及耐熱可靠度。

尤其，本發明之實施例係可組成使用寡聚型與高分子型混合之樹脂層，以改善生產力與寡聚型之可靠度，並改善高分子型之黏著性質，進而達到產品之高品質。

另，本發明之實施例係可以直下式(direct type)裝設側發光式LED，以確保其光學性質，同時顯著地減少光源的數目，並去除導光板以能夠適用於彈性的顯示器，且係包括設置於樹脂層之上，具有反射微結構之反射膜、以及包含遮光微結構之擴散片，進而確保穩定的發光性質。

另，本發明之實施例係可藉由施用可實施光學微結構將光屏蔽或擴散至發光單元之擴散片表面的遮光墨水，以及確保光均勻度並由擴散微結構與金屬微結構實施黃光遮蔽的效果，以達到可靠的光品質。

上述及其他本發明實施例之方面、功效、與優點將配合所附圖示說明之。

《最佳模式》

在以下參考所附圖示，將詳細說明本發明之實施例。相同參考的數字將會指定到圖示解說中的相同元件，重複解說的部分將予省略。應理解的是，「第一」、「第二」以及類似的用詞在此是用來描述不同的元件；這些元件並不限制於此些用詞。這些用詞係用以區分各項元件者。

《實施方式》 1.第一實施例

圖3係根據本發明一實施例，繪示有一發光單元之主要部件。

參閱圖3，發光單元係可包括：複數個LED光源111設置於一印刷電路板110之上；以及一樹脂層140堆疊於LED光源111之上，以將光擴散並導引向前在此結構中，一反射膜120可被堆疊於該印刷電路板之一頂面上，一擴散片150可被設置於樹脂層140之一頂部之上，且一稜鏡片160、一保護片170等等可進一步地被設置於擴散片150之一頂部之上。

至少一LED光源111係被設置於印刷電路板110之上，以發出光。在此情況下，根據本發明實施例，可使用一側發光式LED。也就是說，係可使用一光源，其中自LED光源111所發出之光並非直接地向上方行進，而是以一側向發出。另，該側發光式LED係以一直下式方式來設置，其可顯著地縮小發光單元的整體厚度，同時能夠使用實施擴散 與反射功能的樹脂層來減少光源之總數量。

樹脂層140係被堆疊於環繞LED光源111周圍之一結構中，用以將自光源發出之光以一側向散佈。也就是說，樹脂層140可具有習知技藝中一導光板之功能。該樹脂層可使用任何具有基本光擴散功能之樹脂。在此情況下，圖4係為圖3中一結構之局部放大圖，其中樹脂層140可包括一珠粒141，以增強光擴散與光反射。

根據本發明實施例，該樹脂層之主要材料之一例可包含有使用丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物(urethane acrylate oligomer)作為主要原料之一樹脂(寡聚型(oligomer type))。舉例而言，可使用作為合成寡 聚物之丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物與高分子型(polymer type)聚丙烯(polyacryl)之混合。另外，在一單體中，一低沸點之稀釋反應性單體(low-boiling diluted reactive monomer)，亦即丙烯酸異冰片酯(isobornyl acrylate，IBOA)和丙烯酸羥基丙酯(hydroxylpropyl acrylate，HPA)、丙烯酸2-羥基乙酯(2-hydroxyethyl acrylate，2-HEA)等等，係被混合，而該單體可進一步地被包含於該混合物中。至於添加劑(additives)，一光起始劑(photo initiator)如1-羥基環己基苯基酮(1-Hydroxycyclohexyl Phenyl-Ketone)等等、一抗氧化劑(antioxidant)等等可被混合於其中。

更詳細來說，該樹脂層可由包括寡聚物與高分子型樹脂之一混合物的合成樹脂來構成。特別是，該樹脂層可使用下述之組成：20-42%的寡聚物與高分子型樹脂之混合物；30-63%的單體；以及1.5-6%的添加劑。

在此情況下，寡聚物與高分子樹脂之組成可為包含10-21wt%的丙烯酸氨基甲酸酯寡聚物以及10-21wt%的聚丙烯(對應於該樹脂層之整體重量)之一混合物。另外，該單體，亦即低沸點反應性稀釋單體，可由10-21wt%的IBOA、10-21wt%的HPA、以及10-21wt%的2-HEA來形成。該添加劑之組成可為包含1-5wt%的光起始劑以起始光反應，以及0.5-1wt%的抗氧化劑，以改善一黃化現象(yellowing phenomenon)。

藉由使用上述之組成來形成例如紫外線樹脂等等之樹脂層，可取代習知導光板之功能，並使用上述組成補足寡聚型之缺陷如表面黏著力降低，同時控制折射率與厚度，解決因高分子型之長期硬化所致之生產速率降低的問題，以滿足黏著特性、可靠度、以及生產速率。

尤其，根據本發明實施例之樹脂層可由一特定方式形成。

亦即，根據本發明實施例之該樹脂層係使用丙烯酸氨基甲酸酯寡聚物作為主要材料。該樹脂層主要地係在紫外線硬化波長為300-350μm之下進行主要反應，將丙烯酸氨基甲酸酯寡聚物與高分子型聚丙烯相混合，並使用水銀燈(mercury lamp)或金屬(鎵(gallium))燈，在硬化高分子型於波長400μm時輸入N₂ ，以控制與一一般寡聚型的硬化平衡(curing balance)，以使該樹脂層可具有絕佳的彈性及黏著力，並維持一熱塑性樹脂(polymethylmethacrylate，PMMA)導光板之一折射率，進而克服導光板所受之限制。

尤其，當寡聚物與高分子型混合時，若不輸入N₂ ，則因內部硬化與表面硬化平衡之故，可能造成一表面皺痕及裂縫現象。本發明之特徵係輸入N₂ ，故就算在一般的金屬鹵化物等等之中，仍能夠實施快速硬化。

在下文中，如表1所示，將說明一僅由高分子型所製成之樹脂層 (類型1)、一僅由寡聚型所製成之樹脂層(類型2)、以及根據本發明實施例，一由寡聚型與高分子型之混合物所製成之樹脂層(類型3)，其實驗對照結果。

1.1.黏著性(張力強度)可靠度測試

本測試係使用薄膜拉力測試機(thin film tension tester-Instron Co.(USA))，來測量張力強度。將具有一塗覆厚度為1300μm及一面積為長x寬為50mm×100mm之樹脂層，各自提供於儀器之上部與下部夾具(grips)。下列係顯示桿型單元(rod cell)於上夾具向上移動時被施加負載之比較與觀察(其測試條件(test condition)為每分鐘0.1m)。

從上述試驗結果，可以得知，一單一寡聚型表現出低張力強度，而根據本發明實施例之類型3表現出與類型1之高分子型相等之張力強度。

2.2.恆溫及恆濕可靠度測試

本測試係藉由使用一恆溫及恆濕腔室(temperature humidity bias(THB)，THB SH-641/ESPEC Co.(Japan))，將恆溫及恆濕施加於一腔室，以比較恆溫及恆濕特性。在溫度為60℃且濕度為95%之測試條件維持240小時以後，進行其特性之比較(如圖2所示，該具有反射膜設置於印刷電路板之上以及樹脂層設置於其上之結構係為實驗對象)。

該樹脂層係具有一塗覆厚度為1300μm及一面積為長x寬為115mm×175mm，且係被設置於上述之反射膜之上；其外觀與發光測試係於上述測試條件下進行比較。

參閱上述圖表，根據本發明實施例之類型3與僅由寡聚型形成樹脂之類型2，且其黏合度不變；然而僅由高分子型形成樹脂之類型1 造成了黃化現象於其前端部份且導致白化現象，且亦發生黏著性質之弱化。

3.3.耐熱可靠度測試

本測試係藉由在一預設時間內使用一預設的熱於一烘箱(oven)(HT330/ETAC Co.(Japan))，來比較及評估產品之耐熱度。其樹脂層之耐熱及黏合特性係在240小時、80℃之測試條件下來做比較。在一測試方法中，該樹脂層係具有一塗覆厚度為1300μm及一面積為長x寬為115mm×175mm，且係被設置於上述圖2中所示之反射膜之上；其外觀與發光測試係於上述測試條件下進行比較。

在本測試中，根據本發明實施例之類型3與僅由寡聚型形成樹脂之類型2，且其黏合度不變；然而僅由高分子型形成樹脂之類型1造成了黃化現象於其前端部份。

比較上述三種特性測試，可以得知，具有寡聚型與高分子型混合之樹脂層，相較於單一樹脂層，在如張力強度、恆溫及恆濕特性、及耐熱性、可靠度、黏著性質等等之各方面係為較有效者。

參閱本發明圖3、4中所示之結構，將在下文中配合上述樹脂層來說明根據本發明實施例之特殊發光單元之結構與運作。

在根據本發明實施例之發光單元中，樹脂層140可進一步地包含有珠粒141(bead)，以增進光的擴散與反射。珠粒141可以對應於該樹脂層之整體厚度之0.01至0.3%來提供。也就是說，自LED側向發出之光係經樹脂層140與珠粒141而被擴散、反射，並向上行進。另外，當提供反射膜120與反射微結構121(將在下文中詳述)時，其反射特性可被進一步地提升。藉由以該樹脂層來取代習知技術中的導光板，可顯著地將該導光板所佔據之厚度縮小，進而實施產品的輕薄度。又，產品可由彈性材料製成，故係具有亦能夠適用於彈性顯示器之普遍性。

另外，反射膜120可由黑白印刷(white printing)來包含反射微結構121以促進光的散佈，同時係由一反射材料所製成，以散佈來自光源的光。該反射微結構可使用包含TiO₂ 及Al₂ O₃ 其中任一者之反射墨水來印刷。

又，擴散片150係藉由樹脂層140用以擴散光。特別是，為避免 光學性質的弱化或黃光因極強的光強度而被黃化，光學微結構151之一預設部分可形成以實施遮光效果(light shielding effect)。也就是說，可使用遮光墨水來印刷遮光微結構，以防止光匯聚。

2.2.第二實施例

在下文中，將詳細說明一擴散片與光學微結構被進一步地包含於上述之第一實施例之一發光單元的一結構。

在圖3、4中，上述擴散片150之一表面可具有光學微結構151，其係可藉由阻礙光的匯聚，來解決光學性質弱化的問題。

光學微結構151大致可以印刷於擴散片150之頂面或底面上來實施。尤其，較佳地，該光學微結構可以一方向(前方)設置，其中光係自設置於擴散片之底部之LED光源111之位置發出。也就是說，該光學微結構可被設置於擴散片上對應於LED光源之一垂直頂面或一發光方向表面之位置。

為求能局部地屏蔽及擴散光，而非完全地遮光，該光學微結構可被實施以使用一單一光學微結構來控制遮光程度或光擴散程度。較佳地，根據本發明實施例之光學微結構可以一複合微結構之交疊印刷結構來實施。該交疊印刷結構係指由形成一單一微結構並印刷另一微結構形狀於該單一微結構之上來實施之一結構。

舉例而言，參閱圖5，光學微結構151可由使用包括選自由TiO₂ 、 CaCo₃ 、BaSO₄ 、Al₂ O₃ 、及矽其中任一者之遮光墨水在擴散片之底面上於發光方向所形成之擴散微結構151a，以及使用包含Al或Al與TiO₂ 之混合物之遮光墨水所形成之遮光微結構151b之交疊印刷結構來實施。也就是說，擴散微結構151a係由黑白印刷形成於擴散片之表面上，然後遮光微結構151b再形成於其上；然而，亦可以一相反順序形成一雙重結構。又，可以得知的是，此處微結構之形成排列設計可依據光效率、光強度、以及遮光率而有所變動。

或者，該光學微結構可形成為一三重結構，其係實施一金屬微結構，也就是設置於一中間層之遮光微結構151b以及各自設置於頂部及底部之擴散微結構151a，於依序堆疊結構中。在該三重結構內，光學微結構可由選自上述之材料來實施。舉例而言，該三重結構可確保光效率與光均勻度；其中，一擴散微結構係使用具有極佳折射率(refractive index)之TiO₂ 來實施，另一擴散微結構可使用具有極佳光穩定度(light stability)與色彩感測(color sense)之CaCO₃ 以及TiO₂ 來實施，而遮光微結構係使用具有極佳遮蔽特性(masking property)之Al來實施。特別是，CaCO₃ 係經由其減少黃光曝光之功能，作為最終實施白光者，進而得以更穩定地實施光效率。除了CaCO₃ 外，BaSO₄ 、Al₂ O₃ 、及矽珠粒等可為大粒徑，且可使用具有相似結構之無機材料。

另外，較佳地，可由控制微結構密度來形成光學微結構，以在光學微結構遠離LED光源之發光方向時降低微結構密度，而增進光效率。

另外，根據本發明實施例之發光單元結構，尤其是圖3、4中所示之結構，其進一步地包含有：一表面處理層152(surface treatment layer)，其係可消除在樹脂層140與設置在擴散片之表面上的光學微結構151之間的光學微結構之微結構不均勻度、使其平坦，且其係可被實施為一平坦化層(planarized layer)，具有一結構可包覆光學微結構151之所有階差，以去除一陰影區(dark portion)以及一亮區(bright portion)之間，因在接合擴散片150之光學微結構151與設置於其下之樹脂層140時產生之段差所導致之一空氣層而產生的差距。另外，主要地，該表面處理層係使用與樹脂層140相同之材料，來改善黏著性。

圖6係繪示有光學微結構之形成過程；下表5係繪示有構成上述光學微結構與反射微結構之遮光墨水與反射墨水之組成之一例。在表中所示之1-degree、2-degree、3-degree遮光墨水中，係顯示1-degree與2-degree各自實施擴散微結構且2-degree實施遮光微結構之一組成例。上述遮光墨水之結構可根據光學微結構之結構而變動。

參閱圖6、表5，根據本發明實施例之光學微結構可形成於一結構中，其中光學微結構係被印刷於擴散片150之頂面或底面上。

圖6a係繪示有實施1-degree印刷之一結構，以使光學微結構形成為單一微結構層(第一微結構：151a)；圖6b係繪示有具有第二微結構151b交疊印刷於該第一微結構之上的一結構；或圖6c係繪示有一三重結構，其中該第一及第二微結構係被印刷，然後一第三微結構151c交疊印刷於其上。該交疊印刷結構係指由形成一單一微結構並將另一微結構印刷於其上來實施之一結構。

(1)以單層擴散微結構實施光學微結構

如圖6a所示，當經由印刷於擴散片150之表面上來實施光學微結 構時，該光學微結構可形成於包括單一擴散微結構之一結構。

也就是說，較佳地，藉由使用基本上包括TiO₂ 之遮光墨水來進行印刷，以實施擴散效果並同時有效地實施遮光效果。在此情況下，該遮光墨水可被實施為一結構，其中無機顏料如TiO₂ 等等係被添加於，例如一樹脂(亦即例如壓克力聚多元醇(acryl polyol)等樹脂)以及一烴基(hydrocarbon-based)與酯基(ester-based)溶劑。尤其，該遮光墨水可藉由進一步地額外包括添加劑如含矽濕潤分散劑(wetting dispersant)或發泡劑(foaming agent)/均染劑(leveling agent)等。另外，可使用TiO₂ ，或選擇CaCO₃ 、BaSO₄ 、Al₂ O₃ 、及矽其中至少一者加上TiO₂ ，來作為無機顏料。3-degree遮光墨水中，可使用對應於遮光墨水整體重量之20-25%的壓克力聚多元醇樹脂、20-29%的溶劑(5-10%的烴基與15-19%的酯基)、50-55%的TiO₂ 作為無機顏料、以及1-2%的添加劑(0.5-1%的矽基潤濕分散劑與0.5-1%的含矽發泡劑/均染劑)之混合物。在此情況下，該無機顏料可使用500-550nm之粒徑。

或者，該單層之擴散微結構可使用圖1中的遮光墨水。

也就是說，在3-degree遮光墨水中，可使用對應於遮光墨水整體重量之20-25%的壓克力聚多元醇樹脂、20-29%的溶劑(5-10%的烴基與15-19%的酯基)、15-20%的TiO₂ 作為無機顏料、30-35%的CaCO₃ 、以及1-2%的添加劑(0.5-1%的矽基潤濕分散劑與0.5-1%的矽型發泡劑/ 整平劑)之混合物。在此情況下，該無機顏料可使用500-550nm之粒徑。特別是，CaCO₃ 係經由其減少黃光曝光之功能，作為最終實施白光者，進而得以更穩定地實施光效率；而除了CaCO₃ 以外，BaSO₄ 、Al₂ O₃ 、及矽珠粒等可為大粒徑，且如上所述可使用具有相似結構之無機材料。在此情況下，可使用粒徑為1-2μm之CaCO₃ 。

圖4係根據本發明實施例，繪示有反射膜與反射微結構之結構之平面圖。

也就是說，根據本發明實施例之反射膜120係被堆疊於印刷電路板之上，且LED光源111係經由該反射膜上所形成之孔而向外突伸。當該LED光源係被實施為一側發光式LED結構，光源之數量可顯著地減少。為了降低減少比例(reduction rate)，反射微結構130係被實施，以顯著地改善光反射率。

如顯示例中所示該反射微結構可形成於該LED光源之發光方向。特別是，當該反射微結構為遠離該LED光源之發光方向時，該反射微結構可被設置以提高微結構密度。也就是說，遠離該LED光源之發光方向的第二區域132之微結構密度，相較於鄰近該LED光源之發光方向的第一區域131之微結構密度，越提高時，越能夠提升反射率。另外，其微結構結構可根據設計目的而以不同之形狀來實施。又，反射微結構之形成可經使用包含TiO₂ 、Al₂ O₃ 其中任一者反射墨水印刷來實 施。

(2)形成雙層之光學微結構(擴散微結構+遮光微結構)

如圖6b所示，具有交疊印刷結構之光學微結構可被實施。

也就是說，根據本發明實施例之其他光學微結構可形成以實施一雙重結構，其中實施光擴散或遮光效果之擴散微結構(第一微結構)以及實施遮光效果之遮光微結構(第二微結構)交疊印刷。也就是說，光學微結構可被實施為一結構，其中上述圖6a中之第一微結構係被印刷，然後經由使用一金屬材料之遮光墨水來印刷之第二微結構係被印刷於該第一微結構之上。該第二微結構係使用包含有Al或Al及TiO₂ 之混合材料之遮光墨水來印刷。另外，該光學微結構亦可由改變第一及第二微結構之堆疊順序來形成。

該第二微結構係可包括一金屬基顏料。將組成第二微結構之遮光墨水作為一例來說明，其係可使用一樹脂如壓克力聚多元醇(acryl polyol)等、一烴基或酯基溶劑、一金屬基顏料、以及一潤濕分散劑或添加劑如一發泡劑/均染劑等之一混合材料。作為組成之一例，該遮光墨水可由36-40%的壓克力聚多元醇樹脂、33-40%的溶劑、20-25%的無機顏料、以及1-2%的添加劑來製成。另外，33-40%的溶劑可由10-15%的低沸點的烴基溶劑與23-25%的酯基溶劑之混合物製成。該第二微結構係為金屬微結構，且係可基本地實施遮光效果。在此情況下，可使 用粒徑為5-15μm之Al作為無機顏料。

如本發明實施例所述，當擴散微結構與遮光微結構其兩微結構結構之堆疊結構形成時，可選擇、應用能夠實施上述擴散微結構之1-degree與3-degree遮光墨水其中任一者。

(3)形成三層之光學微結構(擴散微結構+遮光微結構+擴散微結構)

如圖6c所示，根據本發明實施例之光學微結構可形成於三層結構之交疊印刷結構。

也就是說，該光學微結構，其中光學微結構之中間層係以構成一金屬微結構之一遮光微結構來實施，而擴散微結構係被實施為光學微結構之頂部及底部。

作為金屬微結構之該遮光微結構(第二微結構)係使用如上所述包含有Al或Al及TiO₂ 之混合材料之2-degree遮光墨水印刷，且其頂部及底部可實施使用圖6a與6b所述之1-degree及3-degree遮光墨水所形成之擴散微結構之一結構。又，該擴散微結構係堆疊於該遮光微結構支頂部或底部，且其係可以變動的堆疊順序形成。

無論如何，構成上述光學微結構之該擴散與遮光微結構可各自具有一厚度為4-10μm。

圖7係根據本發明實施例，繪示有反射膜與反射微結構結構之平面圖。

也就是說，根據本發明實施例之反射膜120係被堆疊於印刷電路板之上，且LED光源111係經由該反射膜上所形成之孔而向外突伸。當該LED光源係被實施為一側發光式LED結構，光源之數量可顯著地減少。為了降低減少比例，反射微結構130係被實施，以顯著地改善光反射率。

如顯示例中所示該反射微結構可形成於該LED光源之發光方向。特別是，當該反射微結構為遠離該LED光源之發光方向時，該反射微結構可被設置以提高微結構密度。也就是說，遠離該LED光源之發光方向的第二區域132之微結構密度，相較於鄰近該LED光源之發光方向的第一區域131之微結構密度，越提高時，越能夠提升反射率。另外，其微結構結構可根據設計目的而以不同之形狀來實施。又，反射微結構之形成可經使用包含TiO₂ 、Al2O₃ 其中任一者反射墨水印刷來實施。

將表5中組成反射微結構之反射墨水之組成作為一例來說明。該反射墨水中，可使用對應於反射墨水整體重量之20-25%的壓克力聚多元醇樹脂、20-29%的溶劑(5-10%的烴基與15-19%的酯基)、50-55%的TiO₂ 作為無機顏料、以及1-2%的添加劑(0.5-1%的矽基潤濕分散劑與0.5-1%的含矽發泡劑/均染劑)之混合物。

圖8係根據本發明實施例，繪示有發光單元之一運作狀態圖。

如圖8所示，根據本發明實施例之發光單元係自側發光式LED 111以側向發光。在此情況下，發出之光藉由取代習知導光板之樹脂層140來反射、漫射；其中，特別是由反射膜120與反射微結構130來提高反射率，進而將光導引向前。通過樹脂層140之光係容易受到藉由形成於擴散片150上之光學微結構151擴散或遮光過程影響。光束L係經該過程而通過如一稜鏡片160(prism sheet)等之光學片，而以白光之形式入射於LCD面板之上。

如上所述，根據本發明實施例之發光單元係可藉由去除導光板結構來實施輕薄度，並減少光源數量；其係可將側發光式LED實施為提供光源者，且係可藉由以樹脂層的光擴散和光反射來導光；其亦可以光學微結構如反射微結構、遮光微結構、擴散微結構等，來補償因光源數量減少所導致之光亮度與均勻度之弱化，進而實施光均勻度與影像品質。

另外，為求避免光學微結構在樹脂層140與擴散片150接合時產生的段差，所可能造成之黏著性弱化，以及去除因空氣層形成所導致陰影區的產生，可進一步地提供表面處理層152，以實施可靠的發光單元，並得以被應用於包括該發光單元之液晶顯示器。

雖然參考實施例之許多說明性實施例來描述實施例，但應理解，熟習此項技術者可想出將落入本發明之原理的精神及範疇內的眾多其 他修改及實施例。因此，本發明之範疇應由所附之專利範圍之範疇，而非本參考書之說明內文，來定義，且所有落入本發明範疇之修改均應被理解為被包括於本發明申請範疇之內。

1‧‧‧發光單元

10‧‧‧發光二極體

20‧‧‧基板

30‧‧‧導光板

40‧‧‧反射板

50‧‧‧LCD面板

L‧‧‧光線

31、150‧‧‧擴散片

32、33、160‧‧‧稜鏡片

34、170‧‧‧保護片

110‧‧‧印刷電路板

120‧‧‧反射膜

130‧‧‧反射微結構

140‧‧‧樹脂層

111‧‧‧光源

151‧‧‧光學微結構

152‧‧‧表面處理層

141‧‧‧珠粒

151a‧‧‧擴散微結構

151b‧‧‧遮光微結構

151c‧‧‧第三微結構

131、132、133、134‧‧‧區域

圖1、2係根據習知技藝，繪示有一發光單元之結構圖；圖3係根據本發明一實施例，繪示有一發光單元結構中之主要部件；圖4係根據本發明實施例，繪示有發光單元中一樹脂層與一珠粒之功能其運作狀態圖；圖5係根據本發明實施例，繪示有光學微結構之一例；圖6係根據本發明實施例，繪示有實施光學微結構之製造過程；圖7係根據本發明實施例，繪示有反射微結構之一例；以及圖8係根據本發明實施例，繪示有發光單元之一運作狀態圖。

110．．．印刷電路板

120．．．反射膜

130．．．反射微結構

140．．．樹脂層

111．．．光源

150．．．擴散片

151．．．光學微結構

152．．．表面處理層

160．．．稜鏡片

170．．．保護片

Claims (19)

1. 一種發光單元包括：複數個LED光源設置於一印刷電路板之上；一樹脂層堆疊於一結構，其中有該LED光源嵌入於該印刷電路板中，以將光擴散並導引向前；一反射膜，其上形成有堆疊於該印刷電路板之頂面上之一反射微結構；以及一擴散片，形成於該樹脂層之一頂面上，且係印刷有一光學微結構以遮蔽或反射該光，其中，該反射微結構之組成係為：20至25%的壓克力聚多元醇樹脂、20至29%的烴基與酯基溶劑、以及50至55%的無機顏料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中由該合成樹脂製成之該樹脂層係進一步包含有單體與添加劑。
3. 如申請專利範圍第2項所述之發光單元，其中該合成樹脂係為對應於該樹脂層之整體重量之10至21%的丙烯酸氨基甲酸酯寡聚物(urethane acrylate oligomer)以及10至21%的聚丙烯(poly acryl)之混合物
4. 如申請專利範圍第3項所述之發光單元，其中該單體之組成係包括以對應於該樹脂層之整體重量之10至21%的IBOA、10至21%的 HPA、以及10至21%的2-HEA之混合物。
5. 如申請專利範圍第4項所述之發光單元，其中該添加劑係為對應於該樹脂層之整體重量之1.5至6%。
6. 如申請專利範圍第5項所述之發光單元，其中該添加劑係包括對應於該樹脂層之整體重量之1至5%的光起始劑以及0.5至1%的抗氧化劑之混合。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中該樹脂層進一步包括對應於該樹脂層之整體重量之0.01至0.3%的珠粒，以增強光反射。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中該光學微結構係設置於該擴散片之一表面上，且係組成一擴散微結構，實施於至少一層或一結構，其中屏蔽光線之一遮光微結構係被結合於該擴散微結構層之上。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中該光學微結構係由使用包括選擇TiO₂ 、CaCo₃ 、BaSO₄ 、Al₂ O₃ 、及矽其中至少一者之該遮光墨水形成之該擴散微結構與使用包含Al或Al與TiO₂ 之混合物之該遮光墨水所形成之該遮光微結構來組成一交疊結構。
10. 如申請專利範圍第8項所述之發光單元，其中該光學微結構係使用包含有一壓克力聚多元醇(acryl polyol)樹脂、一烴基(hydrocarbon-based)與酯基(ester-based)溶劑、以及一顏料之遮 光墨水來形成。
11. 如申請專利範圍第10項所述之發光單元，其中形成該擴散微結構之第一遮光墨水之組成係為：對應於該第一遮光墨水整體重量之20至25%的壓克力聚多元醇樹脂、20至29%的烴基與酯基溶劑、以及50至55%的無機顏料。
12. 如申請專利範圍第11項所述之發光單元，其中該無機顏料係為TiO₂ 或Al₂ O₃ 。
13. 如申請專利範圍第10項所述之發光單元，其中形成該擴散微結構之第二遮光墨水之組成係為：對應於該第二遮光墨水整體重量之20至25%的壓克力聚多元醇樹脂、20至30%的烴基與酯基溶劑、以及45至55%的無機顏料。
14. 如申請專利範圍第13項所述之發光單元，其中該無機顏料係使用選擇CaCo₃ 、BaSO₄ 、Al₂ O₃ 、及矽其中任一者，或選擇上述任一者以及TiO₂ 之一混合物。
15. 如申請專利範圍第8項所述之發光單元，其中組成該光學微結構之該遮光微結構係使用包含有該壓克力聚多元醇樹脂、該烴基與酯基溶劑、以及包含一金屬材料之無機顏料之第三遮光墨水來組成。
16. 如申請專利範圍第15項所述之發光單元，其中形成該遮光微結構之第三遮光墨水之組成係為：對應於該第三遮光墨水整體重量之36 至40%的壓克力聚多元醇樹脂、33至40%的烴基與酯基溶劑、以及20至25%的金屬顏料。
17. 如申請專利範圍第16項所述之發光單元，其中該金屬顏料係包括Al或Al與TiO₂ 之混合物。
18. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中該無機顏料係包含有TiO₂ 或Al₂ O₃ 其中任一者。
19. 一種液晶顯示器包括：一反射膜，其上形成有堆疊於一印刷電路板之一頂面上之一反射微結構；以及一擴散片，形成於一樹脂層之一頂面上，且一擴散片係印刷有光學微結構以屏蔽或反射光，其中，一側發光式LED係被使用作為一光源，且申請專利範圍第8項所述之發光單元，其被堆疊於容納有該光源之一結構中之該樹脂層係被使用作為導光板。