CN102043186A - 导光板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导光板及其制造方法，本发明的导光板，具有一光入射面、一光反射面以及一光出射面；由一光源所提供的一第一色光于该导光板内传输，该导光板包括：一荧光层；所述的荧光层设置于该光出射面；以及多个导光微结构；所述的多个导光微结构设置于该光反射面；该第一色光自该光入射面进入该导光板进行传输，该荧光层受到该第一色光的激发而发出一第二色光，而该第一色光与该第二色光混光为一第三色光；本发明的有益效果是：具有荧光层与导光微结构，配合发光二极管所提供的色光，能得到良好的发光均匀性与发光效率，进而提供均匀的面光源；能在同一道制程中形成导光板的荧光层与导光微结构，以节省制程成本。

Description

导光板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种背光模块，尤其涉及该背光模块中的导光板及其制造方法。

背景技术

一般而言，液晶显示装置是由液晶面板与背光模块所构成。液晶面板由液晶分子的转动与偏光板的作用，来改变光线在不同画素区域的通过量，而在不同画素区域造成明暗差异，以达到显示影像之目的。

由于液晶本身并不具备发光特性，所以需依赖背光模块提供面光源。随着大尺寸、薄型化的发展趋势，目前的背光模块大多采用侧面入光式背光模块。侧面入光式背光模块可搭配发光二极管与导光板，具有厚度较薄的优势。

现有的发光二极管是由发光二极管芯片、荧光粉以及封装胶体所组成。具体而言，封装胶体包覆整个发光二极管芯片，荧光粉分布于封装胶体中、且位于发光二极管芯片的发光路径上。

然而，在封装胶体中分布荧光粉的制程是不容易控制的，荧光粉的浓度、分布密度在每一颗发光二极管之间会存在制作上的误差。如此一来，当将多个发光二极管设置于导光板的一侧时，多个发光二极管所提供的色光彼此之间将存在差异，导致所形成的面光源的均匀性不佳。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供了一种导光板，旨在解决上述的问题；

本发明还提供了制造上述导光板的方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的导光板，具有一光入射面、一光反射面以及一光出射面；由一光源所提供的一第一色光于该导光板内传输，该导光板包括：一荧光层；所述的荧光层设置于该光出射面；以及多个导光微结构；所述的多个导光微结构设置于该光反射面；该第一色光自该光入射面进入该导光板进行传输，该荧光层受到该第一色光的激发而发出一第二色光，而该第一色光与该第二色光混光为一第三色光；

本发明的导光板制造方法：该导光板具有一光入射面、一光反射面以及一光出射面，由一光源所提供的一第一色光于该导光板内传输，该导光板的制造方法是通过以下步骤实现的：

提供一第一透明材料；

提供一荧光物质；

将该第一透明材料与该荧光物质于同一道制程中经由押压成型为一导光板，其中，在该导光板的该光出射面形成一荧光层，在该导光板的该光反射面形成一导光微结构；

该第一色光自该光入射面进入该导光板进行传输，该荧光层受到该第一色光的激发而发出一第二色光，而该第一色光与该第二色光混光为一第三色光。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：具有荧光层与导光微结构，配合发光二极管所提供的色光，能得到良好的发光均匀性与发光效率，进而提供均匀的面光源；能在同一道制程中形成导光板的荧光层与导光微结构，以节省制程成本。

附图说明

图1为本发明实施例的一种导光板的立体示意图。

图2为图1的导光板的立体示意图。

图3为本发明实施例的另一种导光板的立体示意图。

图4为本发明实施例的一种导光板的制造方法的步骤示意图。

图5为本发明实施例的一种导光板制造装置的示意图。

图6为本发明实施例的一种液晶显示装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明提出一种导光板，具有光入射面、光反射面以及光出射面，由光源所提供的第一色光于导光板内传输。导光板包括：荧光层以及多个导光微结构。荧光层设置于光出射面，导光微结构设置于光反射面，其中，第一色光自该光入射面进入该导光板进行传输，该荧光层受到第一色光的激发而发出第二色光，而第一色光与第二色光混光为第三色光。

本发明还提出一种导光板的制造方法，此导光板具有光入射面、光反射面以及光出射面，由光源所提供的第一色光于导光板内传输。导光板的制造方法是通过以下步骤实现的：首先，提供第一透明材料。继之，提供一荧光物质。之后，将第一透明材料与荧光物质于同一道制程中经由押压成型为一导光板，其中，在导光板的光出射面形成荧光层，在导光板的光反射面形成导光微结构。第一色光自光入射面进入导光板进行传输，荧光层受到第一色光的激发而发出第二色光，而第一色光与第二色光混光为第三色光。

在本发明的一实施例中，上述的导光微结构内埋于导光板。

在本发明的一实施例中，上述的导光微结构突出于导光板。

在本发明的一实施例中，上述的导光微结构的剖面形状是选自于正方形、长方形、菱形、圆形、椭圆形、三角形、波浪形及其组合。

在本发明的一实施例中，上述的导光微结构的分布密度随着远离光源而增加。

在本发明的一实施例中，上述的第一色光为蓝光，第二色光为黄光，第三色光为白光。

在本发明的一实施例中，上述的第一色光为蓝光，第二色光为红绿混光，第三色光为白光。

在本发明的一实施例中，上述的导光板的制造方法还包括：提供一第二透明材料，包含荧光物质，且将第一透明材料与第二透明材料在同一道制程中经由押压成型为导光板。

基于上述，本发明的导光板同时具有荧光层与导光微结构，入射于导光板的第一色光在光反射面能够有效率地被导光微结构反射，可提升光收集率，且均匀设置于导光板上的荧光层可良好地被第一色光激发而产生均匀的第二色光，进而混光得到色温、演色性良好的第三色光。可解决现有技术种因多个发光二极管之间的荧光粉浓度、分布密度彼此不同所造成的色光的偏差效应。另外，导光板的制造方法可在同一道制程同时形成荧光层与导光微结构，并能控制导光板与荧光层的厚度，可降低制作成本。

[导光板]

图1为本发明实施例的一种导光板的立体示意图。请参照图1，导光板100具有光入射面100a、光反射面100b以及光出射面100c，由光源200所提供的第一色光L1于导光板100内传输。导光板100包括：荧光层102以及多个导光微结构104。荧光层102设置于光出射面100c，导光微结构104设置于光反射面100b，其中，第一色光L1自光入射面100a进入导光板100进行传输，荧光层102受到第一色光L1的激发而发出第二色光L2，而第一色光L1与第二色光L2混光为第三色光L3。

需说明的是，光源200可为不含有荧光物质的发光二极管，亦即，仅利用发光二极管芯片来发出第一色光L1。由于发光二极管芯片的制程可以被稳定地控制，所以光源200的不同发光二极管芯片彼此之间所发出的第一色光L1实质上是均匀的。

值得注意的是，导光板100可同时具有荧光层102与导光微结构104。入射于导光板的第一色光L1在光反射面100b被导光微结构104有效率地反射，可提升光收集率。同时，荧光层102是均匀地设置于导光板100上，第一色光L1进入均匀的荧光层102之后，荧光层102可良好地被第一色光L1激发而产生均匀的第二色光L2。整体而言，由导光板100出射的第三色光L3的色温、演色性等均较现有技术为佳。这是因为上述的导光板100可解决现有技术中，因多个发光二极管之间的荧光粉浓度、分布密度彼此不同所造成的色光的偏差效应。

请继续参照图1，如图1所示的导光微结构104是内埋于导光板100。如此一来，可避免导光微结构104与外界的膜片进行摩擦而造成损坏，能够确保导光微结构104的导光特性不受影响。

图2为图1的导光板的立体示意图。请参照图2，图2将图1的导光板100翻转了180度，使光反射面100b作为上方面，以利于观察导光微结构104的设置方式。如图1、图2所示的导光微结构104的剖面形状是圆形的，然而，导光微结构104的剖面形状还可以是其它形状，例如选自于正方形、长方形、菱形、椭圆形、三角形、波浪形(未绘示)。另外，还可以在导光板100的反射面100b上设置具有多种不同剖面形状(正方形、长方形、菱形、椭圆形、三角形、圆形、波浪形)的导光微结构104，并进行任意的组合。

再者，请同时参照图1与图2所示，导光微结构104的分布密度随着远离光源200而增加，亦即，朝向第一色光L1的光线传输方向而增加。由于远离光源200的第一色光L1的强度会趋于减弱，所以利用在远离光源200处设置多个(分布密度高)导光微结构104，可有效地提升远离光源200处的第一色光L1的反射率。结果是，导光板100可提供更为均匀的面光源。然而，导光微结构104的分布密度、分布方式可随设计需要而定，也可采用规则分布或随机分布，在此不予以限定。

图3为本发明实施例的另一种导光板的立体示意图。请参照图3，导光板100’与图1的导光板100类似，相同的组件标示以相同的符号。值得注意的是，如图3所示的导光微结构104是突出于导光板100(未绘示)。突出于导光板100的导光微结构104可以使导光板100与下方的反射片(未绘示)保持一混光间距，有助于将从反射片反射的光线良好地送入该导光板100中。并且，突出于导光板100的导光微结构104还可避免反射片黏附于导光板100的光反射面100b。

上述导光微结构104可以按照设计需要进行相关的设计，例如，可突出于导光板100、内埋于导光板100、分布密度随光源200变化、分布方式为规则或随机等，不限定于上述的实施方式。

请继续参照图1，来自光源200(例如发光二极管)的第一色光L1、与来自荧光层102的第二色光L2，可混光为第三色光L3。可按照所需颜色的第三色光L3，来决定第一色光L1与第二色光L2的组合。例如，当需要第三色光L3为白光时，第一色光L1可采用蓝光(例如，使用蓝光二极管)，第二色光可采用黄光(例如，使用黄色荧光粉)，以使混光而得的第三色光L3成为白光。

在另一实施例中，也可使上述的第一色光L1为蓝光(例如，使用蓝光二极管)，第二色光L2为红绿混光(例如，使用红色荧光粉、绿色荧光粉混合而得的荧光层102)，使得混光而得的第三色光L3成为白光。当然，也可以进行其它的搭配，以得到所需颜色的色光，并不仅限于上述的白光。

承上所述，上述导光板100、100’同时具有荧光层102与导光微结构104，藉由导光微结构104与荧光层102的协同作用，亦即，导光微结构104可良好地将第一色光L1送入荧光层102，使得在导光板100、100’内进行传输的第一色光L1能有效地激发荧光层102而产生第二色光L2，进而使第一色光L1与第二色光L2进行混光以得到第三色光L3。整体而言，使用上述的导光板100、100’搭配光源200，可得到良好的发光均匀性与发光效率，进而能够提供均匀的面光源。

[导光板的制造方法]

图4为本发明实施例的一种导光板的制造方法的步骤示意图。图5为本发明实施例的一种导光板制造装置的示意图。请先参照图4，此导光板的制造方法300包括以下步骤。在步骤S310中，首先，提供第一透明材料。继之，在步骤S320中，提供一荧光物质。之后，在步骤S330中，将第一透明材料与荧光物质于同一道制程中经由押压成型为一导光板，其中，在导光板的光出射面形成荧光层，在导光板的光反射面形成导光微结构。

在另一实施例中，上述的导光板的制造方法可将荧光物质混合于一第二透明材料中，且将第一透明材料与第二透明材料(含有荧光物质)在同一道制程中经由押压成型为一导光板。

另外，参照上述的图1可知，导光板100/100’具有光入射面100a、光反射面100b以及光出射面100c，由光源200所提供的第一色光L1在导光板100内传输。并且，第一色光L1自光入射面100a进入导光板100/100’进行传输，荧光层102受到第一色光L1的激发而发出第二色光L2，而第一色光L1与第二色光L2混光为第三色光L3。

请共同参照图1、图4与图5来进一步理解本发明所提出的导光板的制造方法的技术精神所在。如图5所示的导光板制造装置400包含：第一原料槽410、第二原料槽420、第一加热螺杆430、第二加热螺杆440、加压模头450、成型滚压轮460a～460c、托拉轮470a～470b以及输送滚轮480。以下，介绍制作导光板100/100’的流程。

首先，将第一透明材料M1(例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的粒子)放置到第一原料槽410中，且将荧光物质M2放置到第二原料槽420中，其中，荧光物质M2可以单独使用或进一步混合于一第二透明材料(图未示)中。当单独使用荧光物质M2时，荧光物质M2可押压于第一透明材料中。当荧光物质M2混合于第二透明材料(图未示)时，含荧光物质M2的第二透明材料(图未示)可押压于第一透明材料。以下，以将荧光物质M2混合于第二透明材料(图未示)中为例来继续说明。

接着，将第一透明材料M1输送到第一加热螺杆430以进行加热熔化，将混合于第二透明材料的荧光物质M2输送到第二加热螺杆440以进行加热熔化。再来，熔化后的第一透明材料M1与混合于第二透明材料(图未示)的荧光物质M2可经由加压模头450而输出到外界，并在加压模头450中按照厚度进行分流，继而利用成型滚压轮460a～460c进行导光板100/100’的成型。更详细而言，成型滚压轮460a～460c可进行导光板100/100’的本体以及荧光层102的厚度控制，并可在导光板100/100’的表面(光反射面100b)上制作导光微结构104。

更详细而言，利用成型滚压轮460a的左右移动(即图5中的左右方向)，可以控制导光板100/100’与荧光层102的押出厚度。

另外，可将成型滚压轮460c的表面加工成外凸结构，该外凸结构的剖面形状可为正方形、长方形、菱形、椭圆形、三角形、圆形、波浪形等任意形状。当导光板100受到成型滚压轮460c的押压时，即会在导光板100的表面(光反射面100b)形成内埋结构(对应于成型滚压轮460c的外凸结构)，即上述图1所示的内埋于导光板100的导光微结构102。

另外，也可将成型滚压轮460c的表面加工成内凹结构，该内凹结构的剖面形状可为正方形、长方形、菱形、椭圆形、三角形、圆形、波浪形等任意形状。当导光板100’受到成型滚压轮460c的押压时，即会在导光板100’的表面(光反射面100b)形成外凸结构(对应于成型滚压轮460c的内凹结构)，即上述图3所示的突出于导光板100’的导光微结构104。

也就是说，使得成型滚压轮460c的表面微结构成为外凸或内凹，可对应地在导光板100的光反射面100b形成内埋于导光板100、或突出于导光板100’的导光微结构104。然而，成型滚压轮460c的表面的结构是外凸结构或是内凹结构，是看设计需要而可进行适当的搭配，不仅是限于上述说明中的例子，也可以是一部分为凹陷结构与另一部分为外凸结构的组合。

再者，托拉轮470a～470b是用以提供拖引导光板100/100’的拉力，且导光板100/100’可在输送滚轮480上进行传输。上述的导光板100/100’的制作方法可以在一道制程中同时制作导光板100/100’的导光微结构104、并能控制荧光层102的膜厚，因此，具有节省制程步骤成本的竞争优势。

当然，也可以利用二次加工的方式来制作导光板100/100’，亦即，在第一道制程中，只利用成型滚压轮460c来形成内埋于导光板100、或者突出于导光板100’的导光微结构104。接着，在第二道制程中，在导光板100/100’的光反射面100b以各种方式(例如，旋转涂布、溅镀、黏合等方式)来形成荧光层102。

综上所述，导光板100、100’的制造方法能够在同一道制程中形成导光微结构104并控制荧光层102的膜厚，具有节省制造成本的优势。

[背光模块以及液晶显示装置]

图6为本发明实施例的一种液晶显示装置的示意图。请参照图6，液晶显示装置500可包括：背光模块510以及液晶面板520。此液晶面板520对向于背光模块510。此液晶显示装置500采用了上述的导光板100/100’，能够提供均匀面光源，进而能显示良好质量的影像。

综上所述，本发明的导光板以及导光板的制造方法至少具有以下优点：

导光板同时具有荧光层与导光微结构，不但能够有效率地利用导光微结构提升光收集率，且还能利用均匀设置于导光板上的荧光层来得到色温、演色性良好的色光。另外，导光板的制造方法可于同一道制程同时形成荧光层与导光微结构，且还能一并控制导光板与荧光层的厚度，如此一来，可降低制作成本。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识的，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，故本发明之保护范围当视后附权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种导光板，具有一光入射面、一光反射面以及一光出射面；由一光源所提供的一第一色光于该导光板内传输，其特征在于：该导光板包括：一荧光层；所述的荧光层设置于该光出射面；以及多个导光微结构；所述的多个导光微结构设置于该光反射面；该第一色光自该光入射面进入该导光板进行传输，该荧光层受到该第一色光的激发而发出一第二色光，而该第一色光与该第二色光混光为一第三色光。

2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：该些导光微结构内埋于该导光板。

3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：该些导光微结构突出于该导光板。

4.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：该些导光微结构的剖面形状是选自于正方形、长方形、菱形、圆形、椭圆形、三角形、波浪形及其组合。

5.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：该些导光微结构的分布密度随着远离该光源而增加。

6.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：该第一色光为蓝光，该第二色光为黄光，该第三色光为白光。

7.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：该第一色光为蓝光，该第二色光为红绿混光，该第三色光为白光。

8.一种导光板的制造方法：该导光板具有一光入射面、一光反射面以及一光出射面，由一光源所提供的一第一色光于该导光板内传输，该导光板的制造方法是通过以下步骤实现的：

提供一第一透明材料；

提供一荧光物质；

将该第一透明材料与该荧光物质于同一道制程中经由押压成型为一导光板，其中，在该导光板的该光出射面形成一荧光层，在该导光板的该光反射面形成一导光微结构；

该第一色光自该光入射面进入该导光板进行传输，该荧光层受到该第一色光的激发而发出一第二色光，而该第一色光与该第二色光混光为一第三色光。

9.根据权利要求8所述的导光板的制造方法，其中，该导光微结构内埋于该导光板。

10.根据权利要求8所述的导光板的制造方法，其中，该导光微结构突出于该导光板。

11.根据权利要求8所述的导光板的制造方法，其中，该些导光微结构的剖面形状是选自于正方形、长方形、菱形、圆形、椭圆形、三角形、波浪形及其组合。

12.根据权利要求8所述的导光板的制造方法，其中，该些导光微结构的分布密度随着远离该光源而增加。

13.根据权利要求8所述的导光板的制造方法，其中，该第一色光为蓝光，该第二色光为黄光，该第三色光为白光。

14.根据权利要求8所述的导光板的制造方法，其中，该第一色光为蓝光，该第二色光为红绿混光，该第三色光为白光。

15.根据权利要求8所述的导光板的制造方法，还包括：提供一包含荧光物质的第二透明材料，且将该第一透明材料与该第二透明材料在同一道制程中经由押压成型为该导光板。

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