TWI344036B - Backlight unit - Google Patents

Description

1344036 九、發明說明： • 【發明所屬技術領域】 本發明係與一背光單元有關。特別是一種可增加聚光 效率的背光單元。 【先前技術】 液晶顯示裝置（Liquid Crystal Display device，以下

簡稱LCD裝置）係一種可將各種裝置所產生之電子資料變 成視覺資料，再藉由液晶依據所施電壓而不同之光穿透率 而予以轉換之電子裝置 LCD裝置是一種顯示資訊之裝置，但其本身並不具備 光源。因此，LCD裝置需要一個額外的裝置，即藉由在LCD 裝置的背面安裝一個光源以均勻地照亮整個LCD螢幕。背 光單元（Back Light Unit，簡稱BLU) β卩爲此一提供LCD 螢幕光源之附加裝置。 根據冷陰極螢光燈管（Cold Cathode Fluorescent

Lamp，簡稱CCFL)安裝位置之不同’背光單元可分爲直下 式（direct-light type)以及上下式（edge-light type，或稱側 邊入光型）兩種型態。在直下式背光單元’燈管係安裝於 液晶面片下方；而在上下式背光單元’燈管係安裝於導光 板的一邊 第1圖是一個LCD裝置的背光單元的截面圖。 第1圖顯示一個直下式的背光單元1〇〇，直下式背光 單元100包含一光源單元Π0，一導光板120，一反射片 130，以及一光學膜140。 1344036 光源單元110包含至少一個以一預定之波長發光之冷 陰極螢光燈管112，以及一光源反射器114。由冷陰極螢光 燈管1 1 2所發出之光經由以反射材料及反射片1 3 0所組成 之光源反射器1丨4而反射。然後’如第1圖所示’藉由整 個導光板1 20，反射光得以一致地擴散。 光學膜140包含一擴散片142’一稜鏡片144，一保護 片146，以及一反射偏光膜148。反射偏光膜148可被選擇 性地使用。

光學膜1 4 0的每一元件的功能說明如下： 在導光板120 —致地擴散的光通過擴散片142,擴散片 142擴散或會聚通過導光板120的光，因而使亮度得以均 勻，且增加了可視角度。

然而，經過擴散片1 42的光的亮度顯著地降低。爲了 解決此一問題，於是利用一稜鏡片1 44。稜鏡片1 44將經 過擴散片1 42的光予以折射，且將朝實質上垂直於稜鏡片 1 44方向以低角度入射之光加以會聚，使得在有效視角範 圍內之亮度得以增加。 保護片146設置於棱鏡片144上。因此，保護片146 可使稜鏡片1 44免於受損，並使狹窄的視角變寬。 設置於光學膜上之LCD裝置（未顯示）具有僅讓部分 從光學膜發出的光通過的特性。舉例來說，縱波（P-波） 可通過，而橫波（S -波）則被吸收。因此，反射偏光膜14 8 的設置係用以吸收橫波。 反射偏光膜1 4 8將保護片1 4 6擴散之光的橫波（S -波）

1344036 朝導光板120的方向反射，並將縱波（P-波）提供 裝置（未顯不）。 反射之橫波藉導光板120或反射片130再次反 射的橫波藉由再反射變成包含縱波及橫波的光。變 光通過擴散片142，稜鏡片144以及保護片146，再 反射偏光膜148。因此，背光單元100之光效率可経 過程而增加。 與上下式背光單元不同，直下式背光單元之反 設置在光源單元之下方。在這種結構下|大部分由 元產生的熱會被轉移到反射片。因爲轉移過來的繫 片會產生過熱的現象，因此可能會產生變形。 【發明內容】 本發明之目的在提供一種可有效地吸收轉移® 上的熱的熱擴散片，以及製造該擴散片的方法· 發生於背光單元的問題。 本發明的另一個目的在提供一個具有上述熱 背光單元。 本發明所提供的一個製造熱擴散片的方法包 驟：混合石墨粉及黏合物：然後將該石墨粉及黏 合物塗佈到反射片的表面以形成一具有預定厚度 片。 黏合物較佳者爲含有聚胺甲酸酯、壓克力（ 酉旨）或矽。此外，石墨粉及黏合物的混合物較佳 銅或銀。 給LCD 射，反 化後的 次進入 由上述 射片是 光源單 ，反射 反射片 解決上 散片的 下列步 物的混 熱擴散 丙烯酸 爲含有 1344036 本發明所提供的另一個製造熱擴散片的方法包含：在 細石墨微粒中加入壓克力樹脂以形成奈米複合物：以及在 高溫下壓縮該奈米複合物。 製造熱擴散片的方法亦進一步包括在奈米複合物中加 入具有高度熱傳導性的樹脂的步驟。 本發明所提供的熱擴散片係一由石墨粉及黏合物的^ 合物所組成的熱擴散片，其中，熱擴散片是在反射片的表 面上形成一預定厚度的塗層。

本發明所提供的背光單元包含一由石墨粉及黏合物之 混合物組成之熱擴散片，其中之熱擴散片是在反射片的表 面上形成一預定厚度的塗層。 根據本發明中的熱擴散片，其可以有效率地吸收及擴 散反散片上的熱。此外，藉由本發熱擴散片亦可藉由維持 熱擴散片的形狀而使得熱擴散片免於受到損害。 【實施方式】 本發明內容可藉由下述詳細說明，並參照所附之圖式 而進一·步地闡明。 第2圖係顯示一依據本發明之包含一熱擴散片之直下 式背光單元的截面圖：圖中之元件符號與第1圖所示之背 光單兀中之相同元件相同。 在一個依據本發明之直下式背光單元中，具有多數個 設置於光源反射器上之冷陰極螢光燈管1丨2的光源單元 1 1 〇係安裝於導光板丨20的下方。而一反射片1 30則設置於 光源單元Π 0下方》 1344036 在本發明中的背光單元中，爲了使熱可以轉移至反射 片Π0’熱擴散片係設置於反射片130的下方。 第3圖是顯示一依據本發明之一觀點的反射板與熱擴 散片的關係的斜視圖。第4圖則是顯示一依據本發明之另 一觀點的反射板與熱擴散片的關係的斜視圖。 在本發明中，如第3圖所示，熱擴散片150可藉由黏 合劑1 6 0接著於反射片1 3 0的底部表面。此外，如第4圖 所示，熱擴散層170可塗佈於反射片130的底部表面。

吸收了轉移至反射片Π 0的熱並將其擴散到外部的熱 擴散片150’其含有具有優良熱傳導性的石墨。如第3圖所 示的熱擴散片1 5 0係在高溫下，對石墨進行壓縮而製成。 由於熱擴散片1 5 0具有優越的熱傳導性，所以可以有 效地吸收轉移至反射片1 3 0的熱。然而，由於其物理特性 (石墨）在產製過程中施以高壓及高溫的結果，熱擴散片 150亦具有容易斷裂的缺點。 熱擴散片〖50較容易斷裂的原因是因爲在產製過程中 利用石墨粉作爲其主要成分之故。當石墨粉藉由壓縮而形 成時，粉狀微粒間的黏著力也因而減弱。因此，熱擴散片 1 5 0容易受外力影響而變形或斷裂。 以下即詳述一本發明所提供之解決因熱擴散片的構成 物質所導致的前述問題的一種熱擴散片及其製造方法。 根據本發明的第一個實施例的熱擴散片的主要成分爲 石墨粉及黏合物。石墨粉係與具有黏性之黏合物混合，且 經混合後之混合物被塗佈於反射片1 3 0的底部表面。上述 -10- 1344036 黏合物以含有具備高熱傳導性的物質爲佳’例如聚胺甲酸 酯、壓克力或矽。 在本發明的第一個實施例中所使用的黏合物是聚胺甲 酸酯。聚胺甲酸酯的物理和化學特性說明如下。 聚胺甲酸酯是一種呈橡膠狀態的彈性物體的聚合化合 物，其分子內具有胺基甲酸酯鍵-OCONH -。近來，聚胺甲酸 酯的應用已延伸到許多領域’例如胺甲酸酯橡膠、合成纖 維、接合劑、油漆或顏料、胺甲酸酯發泡體、汽車保險槓等。

通常，聚胺甲酸酯係經過加入二醇（例如1,4-丁二醇 等）及二異氰酸鹽（二苯甲烷二異氰酸鹽等）的聚合反應 而得。對於橡膠而言，聚醚二醇，例如聚乙二醇和聚丙二 醇，以及具有末端二醇的脂肪族聚酯係作爲二醇。對於胺 甲酸酯發泡體而言，聚胺甲酸酯通常是藉由加入三異氛酸 鹽以熱固性狀態而使用》 在石墨粉與聚胺甲酸酯團混合後，該混合物被塗佈於 反射片上之底部表面。因此，一具有預定厚度之熱擴散片 形成於反射片上之底部表面。 石墨’係熱擴散片的主要成分，其吸收了反射片上的 熱。聚胺甲酸酯接合了石墨粉微粒。因此，藉由聚胺甲酸 酯’當外力施加於熱擴散板時，石墨粉微粒間的接合不會 被破壞’因此熱擴散板不會輕易被破壞。 爲了改善石墨粉及聚胺甲酸酯的混合物的延性，可在 混合物中加入銅（C u )或銀（& g )。 Η於說明本發明之第二個實施例中的熱擴散板及製造 -11- 1344036 該熱擴散板的方法之前，先就奈米複合物作一說明。 奈米複合物是一種包含至少兩種成分的混合物。奈米 複合物係指一人爲製成之材料，其係藉由將一些從化學上 可區別的成分，在維持各成分的特性的條件下加以組合， 以使各成分之獨特機械、物理及化學特性得以互補的方式 反應，而獲得一具有較各分離成分爲優之特性的材料。 一般來說，作爲結構物質的複合材料之成分可分爲基 體及強化物。

基體與強化物相互結合，保護強化物免於外界環境， 維持複合材料之形狀，以及在複合材料中具有耐久的結構。 強化物使複合材料藉由外部力量的支持而具有較基體 更爲優異之機械特性，且爲散佈於基體、晶鬚（whisker ) 或纖維型態成分中的微粒。 複合材料可分爲聚合物基複合物（Polymer Matrix Composite’或稱高分子聚合物），其係以一聚合物，如環 氧樹脂（epoxy )作爲其基體；金屬基複合物（Metal Matrix C o m p o s it e )，此一複合物係以金屬或合金作爲其基體·，以 及以陶瓷作爲基體的陶瓷基複合物（Ceramic Matrix

Composite )。 在以金屬或陶瓷作爲基體的複合材料中，碳纖維、碳 化矽纖維被作爲強化纖維，以減輕重量或增加其強度，它 們在高溫環境的利用包括聚合物基複合物的應用。 此處之奈米複合物係指利用奈米微粒，例如奈米碳纖 維、奈米碳管（carbon nano tube )或碳化矽作爲加強物之 -12- 1344036 Μ合材料。基於該等加強物之機械、熱學以及電學之特性 聿交其他複合材料中之加強物爲優異，因此其具有許多功能 上的優點。 兹將利用上述說明之奈米複合物的特性之本發明的第 二實施例說明如下。 首先’石墨粉被處理爲奈米尺寸之細微微粒。奈米複 合物係藉由將壓克力樹脂加入細微石墨微粒而製成。

藉由均勻地將壓克力樹脂散佈於細微石墨粉微粒所製 成之奈米複合物具有優越之熱安定性 '機械特性（延性及 伸展強度）'熱形變溫度，以及不變之尺寸。 然後，由細石墨粉微粒以及壓克力樹脂構成的奈米複 合物在高溫下被壓縮，以形成最終的熱擴散片。 在高溫壓縮的程序開始進行前，可在混合物中加入具 有優良的熱傳導性的樹脂。 依據本發明之第二實施例所製成之熱擴散板具有優越 的熱傳導性以及優越之熱安定性、機械特性（延性及伸展 強度）。因此，反射片的熱可被有效地吸收及擴散。 藉由本發明之較佳實施例可知，上述所教示之內容可 由熟習技藝人士所加以調整和修改。因此，應明白者，本 發明之特別實施例在不脫離本發明所附帶之申請專利範圍 之範圍及精神的情況下，可被加以修改。 【圖式簡單說明】 第1圖爲顯示形成一背光單元的一個光源及反射板之 關係的截面圖； -13- 1344036 第2圖係顯示一依據本發明之包含一熱擴散片之直下 式背光單元的截面圖；以及 胃3 @係顯示一依據本發明之一觀點的反射板與熱擴 散片的關係的斜視圖； 第4圖係顯示一依據本發明之另一觀點的反射板與熱 擴散片的關係的斜視圖； 【主要元件符號說明】

100 背光單元 110 光源單元 112 冷陰極螢光燈管 114 光源反射器 120 •導光板 1 30 反射片 140 光學膜 142 擴散片 144 稜鏡片 146 保護片 148 反射偏光膜 1 50 熱擴散片 1 60 接合劑 1 70 熱擴散層 -14-

Claims (1)

1344036 »\ 第094145657號「背光單元」專利案 (20 10年8月9日修正） 十、申請專利範圍： '

其包含： 1.一種背光單元 光源； 反射片’係設置在該光源下；及 熱擴散片’係設置於該反射片之整個下表面上， 其中’該熱擴散片具有包含複數個細石墨微粒之奈米複 合物及被加入該奈米複合物之高度熱傳導性的樹脂， 其中，各該細石墨微粒包含被加入該細石墨微粒之壓克 力樹脂， 其中該高度熱傳導性的樹脂包含聚胺基甲酸酯 (polyurethane)或砂 °