[发明专利]背光模块及其光学组件

说明书

【技术领域】

本发明是有关于一种背光模块及其光学组件，特别是有关于一种于一表面披覆荧光层及于另一表面设置微结构，以产生光亮度均匀并提高辉度且能产生混光效果的光学组件及具有所述光学组件的背光模块。

【背景技术】

液晶显示器(liquid crystal display，LCD)是利用液晶材料的特性来显示图像的一种平板显示装置(flat panel display，FPD)，其相较于其他显示装置而言更具轻薄、低驱动电压及低功耗等优点，已经成为整个消费市场上的主流产品。然而，液晶显示器的液晶材料无法自主发光，必须借助外在提供光源，因此液晶显示器中又另外设有背光模块以提供所需的光源。

一般而言，背光模块可分为侧背光模块和底背光模块两种形式，其主要功用在于向液晶显示器提供高辉度且光亮度均匀分布的背光，因此，背光模块的光学组件能否更轻薄、光源能否更均匀且具有高辉度、并同时符合节能的需求，已成为现今研究发展的重点。因此，背光模块以半导体发光组件搭配扩散板等光学组件已成为主流趋势，其优势在于：半导体发光组件相较于冷阴极荧光管(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)具有更为省电节能、使用寿命更长，且体积更为轻巧的优点。现有半导体发光组件特别是利用发光二极管(light emitting diode，LED)进行发光，且发光二极管多是以芯片的形式固定于背光模块的固定板上；而光学组件的扩散板除了提供光亮度均匀的背光之外，也同时具备提高光辉度与增亮功能。

请参照图1所示，其揭示一种现有的背光模块的示意图，其中一背光模块10大致包含一扩散板11、一荧光层12、一固定板13及数个发光二极管芯片14。所述荧光层12是将荧光粉涂布在所述扩散板11的一表面111上，所述数个发光二极管芯片14固定在所述固定板13的一表面131上，且所述扩散板11的所述表面111与所述固定板13的所述表面131是相对设置。所述数个发光二极管芯片14用以发出至少一入射蓝光，当所述至少一入射蓝光入射至所述扩散板11的上的所述荧光层12时，部分所述至少一入射蓝光会激发所述荧光层12的荧光粉以辐射出一第一光束，并穿透过所述扩散板11；而部分所述至少一入射蓝光则会直接穿透过所述荧光层12及所述扩散板11成为一第二光束，其中所述第一光束为黄光而所述第二光束仍为蓝光，且所述第一光束与所述第二光束在所述扩散板11的另一侧混合成一白光，用以作为所述背光模块10的一光源。

然而，由于不同颜色的光束存在不同的折射率(index of refraction)。如图2A及2B所示，其分别揭示不同入射角的入射蓝光激发所述荧光层12而产生黄光的双向穿透分布函数(bidirectional reflection distribution function，BTDF)及不同入射角的入射蓝光直接穿透过所述荧光层12及扩散板11的双向穿透分布函数。比较图2A及2B可知：所述第一光束与所述第二光束的双向穿透分布函数并不一致，所述第一光束依不同入射角而呈现类似朗伯分布(Lambert distribution)的双向穿透分布函数，而所述第二光束因不同入射角呈现半高波宽度较窄的双向穿透分布函数。换句话说，所述第一光束及所述第二光束因不同的入射角而有不同强度的双向穿透分布函数，亦即不同视角的所述白光是由不同比例的所述第一光束与所述第二光束所混合。故，若以所述背光模块10作为液晶显示器的光源，则其各视角的色差及色度将不一致，液晶显示器的成像质量将大受影响。

故，确实有必要对背光模块的扩散板提供一种光学组件，以解决现有技术所存在的色差及色度问题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种背光模块及其光学组件，包含一基底、一荧光层及一微结构。所述基底具有一第一表面与一第二表面，所述荧光层披覆于所述基底的所述第一表面上，所述微结构设置于所述基底的所述第二表面，其中所述荧光层与所述微结构是分别设置于所述基底的两侧，以使至少一入射光束借助所述微结构进行光学折射或散射后，进而均匀的穿透过所述微结构及所述基底，从而均匀地激发所述荧光层，最终使直接穿透过所述荧光层的一蓝色背光与由激发所述荧光层产生的一黄色背光进行混合，以确保所述背光模块提供一光亮度均匀且高辉度的白色背光。

本发明的次要目的在于提供一种背光模块及其光学组件，其中所述微结构更包含一特定图案表面，其具有花纹图案、粒子图案、棱镜图案、微透镜图案或其组合。