TWI522666B - 導光板及包含導光板之背光模組 - Google Patents

導光板及包含導光板之背光模組 Download PDF

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Description

導光板及包含導光板之背光模組
本發明係關於一種導光板及包含導光板之背光模組，特別是一種具有金屬反射層之導光板及包含導光板之背光模組。
隨著科技的發展，液晶顯示裝置已大量的應用於筆記型電腦、數位相機、行動電話等各種電子產品中。由於液晶顯示裝置的液晶顯示面板不具發光特性，因此，液晶顯示裝置需包括一面光源，例如：背光模組，以提供充分且均勻的光線。依據背光源的不同位置的配置，背光模組可分為邊光式背光模組和直下式背光模組。一般來說，邊光式背光模組包括一導光板、一反射片、一光源與一框體，導光板配置於反射片上方，光源配置於導光板之一側邊，導光板、反射片與光源設置於框體內。
一般而言，是使用光學玻璃作為導光板。然而，由於光學玻璃對於短波長的光線具有較高的吸收度，因而隨著與光源的距離之增加，短波長的光線的比例也會隨之下降。也就是說，在邊光式背光模組中，隨著出光位置與光源的距離的增加，所發出的光線中短波長的比例就會下降，因而造成出光時光色不均的問題。
鑒於以上的問題，本發明是關於一種導光板及包含導光板之背光模組，以解決先前技術中導光板出光時光色不均的問題。
根據本發明一實施例所揭露的導光板，包含一導光層以及一金屬反射層。導光層具有相對之一出光面、一底面以及位於出光面、底面之間之一入光面。導光層於波長範圍400奈米至550奈米之平均吸收度大於導光層於波長範圍550奈米至700奈米之平均吸收度。金屬反射層設置於導光層之底面。金屬反射層於波長範圍400奈米至550奈米之平均反射率大於金屬反射層於波長範圍550奈米至700奈米之平均反射率。其中，一光線自入光面進入導光層，光線於底面被金屬反射層反射之後，光線自出光面離開導光層。
根據本發明一實施例所揭露的背光模組，包含一導光板以及一光源。導光板之導光層具有相對之一出光面、一底面以及位於出光面、底面之間之一入光面。金屬反射層設置於導光層之底面。光源設置於導光層之入光面。
根據上述本發明實施例所揭露的導光板及包含導光板之背光模組，由於導光板還具有金屬反射層，且金屬反射層於波長範圍400奈米至550奈米之平均反射率大於金屬反射層於波長範圍550奈米至700奈米之平均反射率。因此，金屬反射層可用以補償短波長(400奈米至550奈米)的光線，而使得導光板出光時光色較為均勻。如此一來，即解決了先前技術中導光板出光時光色不均的問題。
以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
10‧‧‧背光模組
100‧‧‧導光板
110‧‧‧導光層
112‧‧‧出光面
114‧‧‧底面
116‧‧‧入光面
118‧‧‧微結構
120‧‧‧金屬反射層
200‧‧‧光源
L‧‧‧光線
第1A圖為本發明一實施例所揭露之背光模組之剖切示意圖。
第1B圖為第1A圖之背光模組之導光板之剖切示意圖。
第1C圖為光線於第1B圖之導光板內的路徑圖。
第2A圖為釩的反射率與波長之關係圖。
第2B圖為錳的反射率與波長之關係圖。
以下在實施方式中詳細敘述本發明的詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明的技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露的內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關的目的及優點。以下的實施例係進一步詳細說明本發明的觀點，但非以任何觀點限制本發明的範疇。
首先，請參閱第1A圖至第1C圖，第1A圖為本發明一實施例所揭露之背光模組之剖切示意圖。第1B圖為第1A圖之背光模組之導光板之剖切示意圖。第1C圖為光線於第1B圖之導光板內的路徑圖。在本發明敘述中，是以邊光式(Edge Lighting)之背光模組10作為舉例說明。詳細來說，背光模組10包含一導光板100以及一光源200。光源200設置於導光板100。
導光板100包含一導光層110以及一金屬反射層120。導光層110具有一相對之一出光面112、一底面114以及位於出光面112與底面114之間的一入光面116。在本實施例中，入光面116面對光源200，並且入光面116的兩側分別連接出光面112及底面114。在本實施例及部分其他實施例中，導光層110另具有一微結構118，微結構118位於導光層110連接金屬反射層120之一側(即，底面114)。微結構118例如是以網點狀分布於導光層110之底面114。藉此，微結構118可破壞導光層110之全反射，以提升導光層110於出光面112的出光效率。
金屬反射層120設置於導光板100之底面114。金屬反射層120例如是以蒸鍍之方式設置於底面114，但並不以此為限。光源200設置於導光板100之入光面116。亦即，當一光線L(例如光源所發出的光線)自入光面116進入導光層110時，光線L會先在底面114被金屬反射層120反射。接著，光線L再從出光面112離開導光層110(如第1C圖所示)。
導光層110於波長範圍400奈米至550奈米之平均吸收度大於導光層110於波長範圍550奈米至700奈米之平均吸收度。也就是說，當光線自入光面116進入導光層110時，導光層110對於短波長(即，400奈米至550奈米)的平均吸收度比長波長(即，550奈米至700奈米)的平均吸收度大。導光層110之材質例如為光學玻璃。因此，導光層110會吸收較多短波長的光(例如藍光)，因而隨著出光位置與光源200的距離越遠，自出光面112離開導光層110的光線中短波長的比例就會下降，而會造成出光時光色不均的現象(例如光色偏紅或偏黃)。
為了克服上述導光層110可能潛在的問題，本發明之金屬反射層120於波長範圍400奈米至550奈米之平均反射率係大於金屬反射層120於波長範圍550奈米至700奈米之平均反射率。如此，金屬反射層120可反射、補償導光層110所吸收的短波長光(例如藍光)，因而使得離開導光板100的光線的光色能較為均勻。
更進一步地，在本實施例及部分其他實施例中，金屬反射層120於波長範圍400奈米至550奈米之平均反射率相較於金屬反射層120於波長範圍550奈米至700奈米之平均反射率更可大於1%至5%，如此金屬反射層120可解決使用光學玻璃作為導光層110可能造成光色不均的問題。
接著進一步說明金屬反射層120之材質。詳言之，本發明之金屬反射層120之組成元素包含銀、第一金屬及第二金屬。
其中，銀是用以將傳至底面114的光反射，以避免光線自底面114離開導光層110而降低導光板100的出光效率。第一金屬與第二金屬則是用以對應補償導光層110所吸收之特定波長的光。
詳細來說，第一金屬係選自於釩(IV)及鈷所組成之群組。亦即，第一金屬例如是藍色(可反射較多短波長的光線)的金屬。因此，第一金屬對於短波長的光線(400奈米至550奈米)的吸收度小於長波長的光線(550奈米至700奈米奈米)的吸收度。也就是說，第一金屬在波長範圍400奈米至550奈米之平均反射率大於波長範圍550奈米至700奈米之平均反射率。請參閱第2A圖，第2A圖為釩的反射率與波長之關係圖。如圖所示，釩(IV)在波長範圍400奈米至550奈米之平均反射率大於波長範圍550奈米至700奈米之平均反射率。
另一方面，本實施例之第二金屬則是選自於錳(II)及紅銅所組成之群組。即，第二金屬例如是紅色(可反射較多長波長的光線)的金屬。因此，第二金屬對於短波長的光線(400奈米至550奈米)的吸收度大於長波長的光線(550奈米至700奈米)的吸收度。也就是說，第二金屬在波長範圍400奈米至550奈米之平均反射率小於波長範圍550奈米至700奈米之平均反射率。請參閱第2B圖，第2B圖為錳的反射率與波長之關係圖。如圖所示，錳(II)在波長範圍400奈米至550奈米之平均反射率小於波長範圍550奈米至700奈米之平均反射率。藉此，第二金屬可用以補償長波長範圍的光，以避免第一金屬反射過多短波長範圍的光(例如藍光)而造成反效果。亦即，利用第一金屬與第二金屬之 適當的比例搭配而達到較佳的光線補償結果。
上述金屬反射層120於400奈米至550奈米之平均反射率、550奈米至700奈米之平均反射率之數值差異與第一金屬(W1)與第二金屬(W2)之重量和佔金屬反射層120之總重量(W)(亦即，(W1+W2)/W)、第一金屬之重量與第二金屬之重量比值(亦即，W1：W2)相關。因此進一步地，本實施例之第一金屬與第二金屬之重量和佔金屬反射層120之總重量的0.15%以及4%之間。第一金屬之重量與第二金屬之重量的比值介於68：32以及96：4之間。當第一金屬之重量與第二金屬之重量的比值越大時，金屬反射層120對於短波長(400奈米至550奈米)的平均反射率越大。當第一金屬之重量與第二金屬之重量的比值越小時，金屬反射層120對於長波長(550奈米至700奈米)的平均反射率越大。亦即，使用者可視導光層的材質特性來調整第一金屬與第二金屬之重量和佔金屬反射層120之總重量(即，(W1+W2)/W)、第一金屬之重量與第二金屬之重量比值(即，W1：W2)。
更佳地，在本實施例及部分其他實施例中，金屬反射層120於波長範圍400奈米至500奈米之平均反射率大於金屬反射層120於波長範圍500奈米至600奈米之平均反射率，且金屬反射層120於波長範圍500奈米至600奈米之平均反射率大於金屬反射層120於波長範圍600奈米至700奈米之平均反射率。也就是說，金屬反射層120的平均反射率會隨著波長範圍的增加而隨之下降。
較佳地，在本實施例及部分其他實施例中，金屬反射層120於波長範圍400奈米至500奈米之平均反射率相較於金屬反射層120於波長範圍500奈米至600奈米之平均反射率大0.5%至4%。另一方面，金屬反射層120於波長 範圍500奈米至600奈米之平均反射率相較於金屬反射層120於波長範圍600奈米至700奈米之平均反射率大0.5%至4%。因此，可進一步改善導光板出光的均勻性。
以下為本發明之實施例一之導光板的材質及光學特性。
下表為本發明之實施例一金屬反射層之材質及光學特性。
下表為實施例一之導光板及比較例一之導光板的位置變化與CIE1931色彩空間色度圖中x座標與y座標之關係。其中，比較例一之導光板與實施例一之導光板的結構差異僅在於比較例一之導光板不具本發明之金屬反射層。
以下為本發明之實施例二之導光板的材質及光學特性。
下表為本發明之實施例二之金屬反射層之材質及光學特性。
下表為實施例二及比較例二之導光板的位置變化與CIE1931色彩空間色度圖中x座標與y座標之關係。其中，比較例二之導光板與實施例二之導光板的結構差異僅在於比較例二之導光板不具本發明之金屬反射層。
如上表所示，本發明實施例之導光板由於藉由金屬反射層對於藍光的補償，因而可改善習知導光板之色差不均的問題。
根據上述本發明實施例所揭露的導光板及包含導光板之背光模組，由於導光板還具有金屬反射層，且金屬反射層於波長範圍400奈米至550奈米之平均反射率大於金屬反射層於波長範圍550奈米至700奈米之平均反射率。且更佳地，金屬反射層於波長範圍400奈米至500奈米之平均反射率大於金屬反射層於波長範圍500奈米至600奈米之平均反射率，且金屬反射層於波長範圍500奈米至600奈米之平均反射率大於金屬反射層於波長範圍600奈米至700奈米之平均反射率。因此，金屬反射層可用以補償短波長的光線，而使 得導光板出光時光色較為均勻。如此一來，即解決了先前技術中導光板出光時光色不均的問題。
雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及精神當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧背光模組
100‧‧‧導光板
110‧‧‧導光層
116‧‧‧入光面
118‧‧‧微結構
120‧‧‧金屬反射層
200‧‧‧光源

Claims (9)

  1. 一種導光板，包含：一導光層，該導光層具有相對之一出光面、一底面以及位於該出光面、該底面之間之一入光面，該導光層於波長範圍400奈米至550奈米之平均吸收度大於該導光層於波長範圍550奈米至700奈米之平均吸收度；以及一金屬反射層，設置於該導光層之該底面，該金屬反射層於波長範圍400奈米至500奈米之平均反射率大於該金屬反射層於波長範圍500奈米至600奈米之平均反射率，且該金屬反射層於波長範圍500奈米至600奈米之平均反射率大於該金屬反射層於波長範圍600奈米至700奈米之平均反射率；其中，一光線自該入光面進入該導光層，該光線於該底面被該金屬反射層反射之後，該光線自該出光面離開該導光層。
  2. 如請求項1所述之導光板，其中該金屬反射層之組成元素包含銀、一第一金屬及一第二金屬，該第一金屬係選自於釩(IV)及鈷所組成之群組，該第二金屬係選自於錳(II)及紅銅所組成之群組。
  3. 如請求項2所述之導光板，其中該第一金屬之重量與該第二金屬之重量的比值介於68：32以及96：4之間。
  4. 如請求項3所述之導光板，其中該第一金屬與該第二金屬之重量和佔該金屬反射層之總重量的0.15%以及4%之間。
  5. 如請求項1所述之導光板，其中該金屬反射層於波長範圍400奈米至550奈米之平均反射率相較於該金屬反射層於波長範圍550奈米至700奈米之平均反射率大1%至5%。
  6. 如請求項1所述之導光板，其中該金屬反射層於波長範圍400奈米至500奈米之平均反射率相較於該金屬反射層於波長範圍500奈米至600奈米之平均反射率大0.5%至4%。
  7. 如請求項1所述之導光板，其中該金屬反射層於波長範圍500奈米至600奈米之平均反射率相較於該金屬反射層於波長範圍600奈米至700奈米之平均反射率大0.5%至4%。
  8. 如請求項1所述之導光板，其中該導光層另具有一微結構，該微結構位於該導光層連接該金屬反射層之一側。
  9. 一種背光模組，包含：一如請求項1至請求項8中任一項所述之導光板；以及一光源，設置於該導光層之該入光面。
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