背景技术
发光二极管(light emitting diode, LED)由于具有体积小、耗电少及使用寿命长等优点,已广泛地使用在液晶显示器的背光模块或其它电子产品上,其中又以白光LED最为常见。现行的白光LED大多为使用蓝光发光芯片加上黄色荧光层以激发出白光,而由于制程与材料的变异,蓝光发光芯片及黄色荧光层各有其产出波段,例如蓝光发光芯片的最大蓝光峰波长值约介于440纳米与460纳米之间,而黄色荧光层的峰波长值约介于560纳米与570纳米之间。
请参考图1及图2,1图绘示了习知LED产出分布图,图2绘示了习知CIE色度规格坐标示意图。如图1所示,LED在经由分料程序,也就是快速点亮LED并检测其亮度后,可将LED亮度依色度坐标记录产出分布,其中横轴及纵轴分别对应色度坐标图上的(x,y),图1中可见组成的LED成品有色度飘移的现象。如图2所示,LED封装厂会依产出分布的色度坐标再进行规格分类(sorting),只有符合客户所要求的色度规格,也就是位于中央点CP位置附近的LED才能被选用,因此可选用的LED产出范围S极小。LED封装厂会将LED总产出范围P的总成本费用转嫁至小范围可选用的LED,因而产生成本较高的缺点。
然而,由不同的蓝光发光芯片及黄色荧光层组成的LED会具有不同的组成频谱。当LED做为液晶显示面板的背光源时,即使LED发出符合相同色度规格的光源,但因蓝光发光芯片及黄色荧光层组成不同,光源将具有不同的组成频谱,因此在经过彩色滤光片模块后会发生出光色度离异的问题。因此,如何增加可使用的LED产出范围以降低成本及避免色度离异为相关技术者所欲改进的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种背光模块及选取暨配置背光模块的发光组件的方法,以降低成本及避免色度离异的问题。
为达上述的目的,本发明提供一种选取暨配置背光模块的发光组件的方法,包括下列步骤。提供复数个白光发光组件,其中各白光发光组件包括一蓝光发光芯片与一黄色荧光层,各蓝光发光芯片具有一蓝光峰波长值,且各黄色荧光层具有一黄光波峰强度值。于白光发光组件中选取复数个白光发光组件,其中选取的白光发光组件中至少一白光发光组件具有一最大蓝光峰波长值、选取的白光发光组件中至少一白光发光组件具有一最小蓝光峰波长值、选取的白光发光组件中至少一白光发光组件具有一最大黄光波峰强度值,以及选取的白光发光组件中至少一白光发光组件具有一最小黄光波峰强度值,且最大蓝光峰波长值与最小蓝光峰波长值的一差值介于2.5纳米至20纳米之间,以及最大黄光波峰强度值与最小黄光波峰强度值的一差值介于0.05纳米至0.3纳米之间。将选取的该等白光发光组件配置于一背光模块的一光条上。
为达上述的目的,本发明提供一种背光模块,其包括一导光板、至少一光条以及复数个白光发光组件。光条,设置于该导光板的至少一侧。复数个白光发光组件,设置于光条上,其中各白光发光组件包括一蓝光发光芯片与一黄色荧光层,各蓝光发光芯片具有一蓝光峰波长值,各黄色荧光层具有一黄光波峰强度值,至少一白光发光组件具有一最大蓝光峰波长值,至少一白光发光组件具有一最小蓝光峰波长值,至少一白光发光组件具有一最小黄光波峰强度值,至少一白光发光组件具有一最大黄光波峰强度值;其中最大蓝光峰波长值与最小蓝光峰波长值的一差值介于2.5纳米至20纳米之间,以及最大黄光波峰强度值与最小黄光波峰强度值的一差值介于0.05纳米至0.3纳米之间。
本发明以发光组件的蓝光峰波长值及黄光波峰强度值作为规格分类及配置的依据,对复数个白光发光组件而言,只要符合各白光发光组件光源频谱中的最大蓝光峰波长值与最小蓝光峰波长值的差值介于2.5纳米至20纳米之间,最大黄光波峰强度值与最小黄光波峰强度值的差值介于0.05纳米至0.3纳米之间,就能使复数个白光发光组件的混合光源频谱相等于所需标准白光发光组件的频谱,有效避免背光模块所提供的光源在通过彩色滤光片后发生色度离异的问题,且白光发光组件的可选取范围较为弹性,故可提高可使用的白光发光组件数量,而有利于降低白光发光组件生产成本。
附图说明
图1绘示了习知LED产出分布图。
图2绘示了习知CIE色度规格坐标示意图。
图3绘示了白光发光组件之光源频谱示意图。
图4绘示了本发明的背光模块之发光组件的规格分类示意图。
图5绘示了本发明的第一较佳实施例的背光模块的发光组件的规格分类示意图。
图6绘示了本发明的第一较佳实施例的背光模块的发光组件的光源频谱示意图。
图7绘示了本发明的第二较佳实施例的背光模块的发光组件的分类示意图。
图8绘示了本发明的第二较佳实施例的背光模块的发光组件的光源频谱示意图。
图9绘示了本发明的第三较佳实施例的背光模块的发光组件的规格分类示意图。
图10绘示了本发明的第三较佳实施例的背光模块的发光组件的光频谱示意图。
图11绘示了本发明之一较佳实施例的背光模块示意图。
图12绘示了本发明的选取暨配置背光模块的发光组件的步骤流程图。
【主要组件符号说明】
具体实施方式
为使熟习本发明所属技术领域的一般技艺者能更进一步了解本发明,下文特列举本发明的较佳实施例,并配合所附图式,详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。
本发明以光源频谱取代色度做为发光组件规格分类及配置的依据,光源频谱的相关说明如下。发光组件所发射出的光线经过分光仪及视函数器分析测量后,可得到此光线组成光源的频谱。频谱图的横轴代表分析光源的波长值λp,光源的波长值λp范围介于380纳米到780纳米之间,相当于可见光的波长范围。频谱图的纵轴代表分析光源的强度值Ir,取各组成波峰中的最大强度值为基准,同时对其他组成波峰的强度值进行正规化(normalize),因而强度值范围介于0到1之间。请参考图3,图3绘示了白光发光组件的光源频谱示意图。如图3所示,当一白光发光组件,例如:白光发光二极管(light emitting diode, LED),系由一蓝光发光芯片与一黄色荧光层组成,其中,蓝光发光芯片可包括一蓝光发光二极管芯片,但不以此为限。此白光发光组件的光源频谱将会包括蓝光发光芯片的一蓝光波峰B以及黄色荧光层的一黄光波峰Y。蓝光波峰B的蓝光峰波长值λp介于440纳米与460纳米之间,强度值Ir为1,黄光波峰Y的黄光峰波长值λp介于560纳米与570纳米之间,强度值Ir介于0.3到0.5。由此可知,藉由白光发光组件的光源组成频谱图,可得到蓝光发光芯片的蓝光峰波长值以及黄色荧光层的黄光波峰强度值。
请参考图4,图4绘示了本发明的背光模块的发光组件的规格分类示意图。与图2不同的地方在于图2以CIE色度坐标(chromaticity coordinates)进行规格分类,而本发明是根据发光组件的频谱图所提供的峰波长值λp以及强度值Ir进行发光组件的规格分类。如图4所示,发光组件以白光发光二极管为例,但不以此为限,白光发光组件由一蓝光发光芯片与一黄色荧光层组成,此白光发光组件的规格分类示意图即以蓝光发光芯片的主要蓝光波峰的峰波长值λp做为横轴坐标值以及黄色荧光层的黄光波峰强度值Ir做为纵轴坐标值。其中,黄色荧光层的黄光波峰强度值Ir正比于黄色荧光层的浓度。规格分类示意图的中心点O系根据标准白光发光组件的规格来决定,也就是说,当所需的标准白光发光组件的光源频谱中主要蓝光峰波长值λp为450纳米以及黄光波峰强度值Ir为0.4,则规格分类图的中心点O的坐标值定义为(450,0.4)。规格分类图的中心点坐标值,不以此为限。区域A1包括中心点O,代表以色度坐标进行规格分类时,习知可选用的发光组件产出范围,区域A2代表以本发明的光源频谱进行规格分类时,可选用的发光组件产出范围,本发明提供较大可选用的发光组件产出范围,值得一提的是区域A2涵盖可能产出的蓝光芯片的峰波长值所有范围(440纳米与460纳米之间)。
请一并参考图5及图6,图5绘示了本发明的第一较佳实施例的背光模块的发光组件的规格分类示意图,图6绘示了本发明的第一较佳实施例的背光模块的发光组件的光源频谱示意图。在本实施例中,发光组件以白光发光二极管为例,但不以此为限。如图5所示,规格分类图的中心点O根据标准白光发光组件的规格决定,在本实施例中,定义规格分类图的中心点O的坐标值为(450,0.4) ,但不以此为限。接着在规格分类图上分类复数个白光发光组件组区R,包括一第一白光发光组件组区R1、一第二白光发光组件组区R2以及一第三白光发光组件组区R3。第一白光发光组件组区R1包括中心点O,为习知发光组件可选用区域,蓝光峰波长值λp范围为450纳米±2.5纳米(亦即447.5纳米与452.5纳米之间),黄光波峰强度值Ir为0.4±0.05(亦即介于0.35到0.45之间)。第二白光发光组件组区R2及第三白光发光组件组区R3皆相邻第一白光发光组件组区R1,第二白光发光组件组区R2位于第一白光发光组件组区R1左侧,蓝光峰波长值λp范围为440纳米与447.5纳米之间,黄光波峰强度值Ir介于0.35到0.45,第三白光发光组件组区R3位于第一白光发光组件组区R1右侧,蓝光峰波长值范围λp介于452.5纳米与460纳米之间,黄光波峰强度值Ir介于0.35到0.45。在本实施例中,三白光发光组件组区R具有相同的黄光波峰强度值Ir范围及不同的蓝光峰波长值λp范围。
接着,如图6所示,曲线A代表符合第二白光发光组件组区规格的白光发光组件的光源频谱。曲线B代表符合第一白光发光组件组区规格的白光发光组件,也就是标准白光发光组件的光源频谱。曲线C代表符合第三白光发光组件组区规格的白光发光组件的光源频谱。将各自符合第一白光发光组件组区、第二白光发光组件组区以及第三白光发光组件组区的规格分类且黄光波峰强度值相同的复数个白光发光组件进行搭配形成一混合光源,此混合光源可得到符合曲线B的频谱。据此,本发明的第一较佳实施例的白光发光组件组的各白光发光组件具有不同的蓝光峰波长值λp与相同的荧光层浓度,且最大蓝光峰波长值与最小蓝光峰波长值的最大差值为20纳米,相较于习知蓝光峰波长值范围选取范围为标准值±2.5纳米,本发明可有效增加发光组件可采用范围。
请参考图7及图8,图7绘示了本发明的第二较佳实施例的背光模块的发光组件的分类示意图,图8绘示了本发明的第二较佳实施例的背光模块的发光组件的光源频谱示意图。在第二较佳实施例中,发光组件仍以白光发光二极管为例,但不以此为限。如图7所示,规格分类图的中心点O根据标准白光发光组件的规格决定,在本实施例中,定义规格分类图的中心点O的坐标值为(450,0.4),但不以此为限。接着在规格分类图上分类复数个白光发光组件组区R’,包括一第一白光发光组件组区R1’、一第二白光发光组件组区R2’以及一第三白光发光组件组区R3’。第一白光发光组件组区R1’包括中心点O,为习知发光组件可选用区域,蓝光峰波长值λp范围为450纳米±2.5纳米(亦即447.5纳米与452.5纳米之间),黄光波峰强度值Ir为0.4±0.05(亦即介于0.35到0.45之间)。第二白光发光组件组区R2’及第三白光发光组件组区R3’皆相邻第一白光发光组件组区R1’,第二白光发光组件组区R2’位于第一白光发光组件组区R1’下侧,蓝光峰波长值λp范围同为450纳米±2.5纳米,黄光波峰强度值Ir介于0.25到0.35,第三白光发光组件组区R3’位于第一白光发光组件组区R1’上侧,蓝光峰波长值λp范围同为450纳米±2.5纳米,黄光波峰强度值Ir介于0.45到0.55。在本实施例中,三白光发光组件组区R'具有相同的蓝光波峰的峰波长值λp范围及不同的黄光波峰强度值Ir范围。
接着,如图8所示,曲线A’代表符合第二白光发光组件组区规格的白光发光组件的光源频谱。曲线B’代表符合第一白光发光组件组区规格的白光发光组件,也就是标准白光发光组件的光源频谱。曲线C’代表符合第三白光发光组件组区规格的白光发光组件的光源频谱。将各自符合第一白光发光组件组区、第二白光发光组件组区以及第三白光发光组件组区的规格分类且蓝光峰波长值λp相同的复数个白光发光组件进行搭配形成一混合光源,此混合光源可得到符合曲线B’的频谱。据此,本发明的第二较佳实施例的白光发光组件组的各白光发光组件具有相同的蓝光峰波长值λp与不同的荧光层浓度,且最大黄光波峰强度值与最小黄光波峰强度值的最大差值为0.3,相较于习知黄光波峰强度值选取范围为标准值±0.05,本发明可有效增加发光组件可采用范围。
请参考图9及图10,图9绘示了本发明的第三较佳实施例的背光模块的发光组件的规格分类示意图,图10绘示了本发明的第三较佳实施例的背光模块的发光组件的频谱示意图。在第三较佳实施例中,发光组件以白光发光二极管为例,但不以此为限。如图9所示,规格分类图的中心点O根据标准白光发光组件的规格决定,在本实施例中,定义规格分类图的中心点O的坐标值为(450,0.4),但不以此为限。接着在规格分类图上分类复数个白光发光组件组区R”,包括一第一白光发光组件组区R1”、一第二白光发光组件组区R2”以及一第三白光发光组件组区R3”。第一白光发光组件组区R1”包括中心点O,为习知发光组件可选用区域,蓝光峰波长值λp范围为450纳米±2.5纳米(亦即447.5纳米与452.5纳米之间),黄光波峰强度值Ir范围为0.4±0.05(亦即介于0.35到0.45之间)。第二白光发光组件组区R2”及第三白光发光组件组区R3”皆与第一白光发光组件组区R1”部份重叠,第二白光发光组件组区R2”位于第一白光发光组件组区R1”左下侧,蓝光峰波长值λp范围为445纳米±5纳米(亦即440纳米与450纳米之间),黄光波峰强度值Ir介于0.25到0.4之间,第三白光发光组件组区R3”位于第一白光发光组件组区R1”右上侧,蓝光峰波长值λp范围为455纳米±5纳米(450纳米与460纳米之间),黄光波峰强度值Ir介于0.4到0.55之间。在本实施例中,三白光发光组件组区R”具有不同的蓝光峰波长值λp范围及不同的黄光波峰强度值Ir范围。
接着,如图10所示,曲线A”代表符合第二白光发光组件组区规格的白光发光组件的光源频谱。曲线B”代表符合第一白光发光组件组区规格的白光发光组件,也就是标准白光发光组件的光源频谱。曲线C”代表符合第三白光发光组件组区规格的白光发光组件的光源频谱。将各符合第一白光发光组件组区、第二白光发光组件组区以及第三白光发光组件组区的规格分类,也就是说,具有不同的蓝光峰波长值范围及不同的黄光波峰强度值的复数个白光发光组件进行搭配形成一混合光源,此混合光源可得到符合曲线B”的频谱。据此,本发明的第三较佳实施例的白光发光组件组的各白光发光组件具有不同的蓝光峰波长值以及不同的荧光层浓度,且最大蓝光峰波长值与最小蓝光峰波长值的最大差值为20纳米(蓝光峰波长值介于440纳米与460纳米之间)以及最大黄光波峰强度值与最小黄光波峰强度值的最大差值为0.3(黄光波峰强度值0.25与0.55之间) ,相较于习知蓝光峰波长值范围选取范围为标准值±2.5纳米,以及黄光波峰强度值选取范围为标准值±0.05,本发明可有效增加发光组件可采用范围。
本发明藉由发光组件的光源频谱所得的蓝光峰波长值以及黄光波峰强度值进行分类,且将各自具有不同的蓝光峰波长值以及不同的黄光波峰强度值的白光发光组件组合成发光组件组,发光组件组的规格在符合选取条件下,能够达到发光组件组的混合光源频谱相等于标准发光组件的频谱的效果,有效提升发光组件的可选取范围。另外,各发光组件组的发光组件的数量与比例可视背光模块的规格或需要加以调整而并无一定限制。然而,选取范围的增加可能会造成相邻发光组件的色度差过大,而有亮暗条纹或混光不均的现象发生。为了避免上述现象发生,本发明对配置条件亦有所建议,请参考图11,图11绘示了本发明的一较佳实施例的背光模块示意图。如图11所示,本实施例的背光模块110包括一导光板111及至少一光条112。光条112系设置于导光板111的至少一侧,且导光板111为对应于光条112的出光面,用以调整光源的走向及均匀混合光源。光条112包括一印刷电路板113(printed circuit board, PCB)及复数个发光组件114。复数个发光组件114设置于印刷电路板板113上,其中发光组件114可为白光LED,但不以此为限。相邻的发光组件114的蓝光峰波长值的差值需小于等于2.5纳米,且黄光波峰强度值的差值需小于等于0.05。另外,将发光组件与导光板之间距定义为AA,两相邻发光组件的中心点间距定义为P,为使来自不同规格白光发光组件组区的发光组件所发出的光线达到均匀混合,发光组件与导光板之间距AA与两相邻发光组件的中心点间距P的比值以介于0.4及1之间者为较佳,但不以此为限。
为清楚表达本发明的特点,以下以流程图方式再次说明本发明的选取暨配置背光模块的发光组件的方法。请参考图12,并一并参考图3至图10,图12绘示了本发明的选取暨配置背光模块的发光组件的步骤流程图。如图12所示,首先,如步骤121所示,决定背光模块所需的标准发光组件,测量标准发光组件的光源组成频谱图并记录标准发光组件的蓝光发光芯片的蓝光峰波长值及黄色荧光层的黄光波峰强度值,将标准发光组件的蓝光峰波长值及黄光波峰强度值定为规格分类的中心。接着,如步骤122所示,测量复数个发光组件的光源组成频谱图,记录发光组件的蓝光峰波长值及黄光波峰强度值,并根据蓝光峰波长值及黄光波峰强度值进行分类。然后,如步骤123所示,由分类结果,挑选符合选取范围的发光组件,此处的选取配置条件为各发光组件彼此蓝光峰波长值差值以及黄光波峰强度值差值决定。最后,如步骤124所示,将选取的发光组件配置于背光模块的光条上,即完成了选取暨配置背光模块的发光组件的步骤。
综上所述,本发明提供一种选取暨配置背光模块的发光组件的方法,以发光组件光源频谱中的蓝光峰波长值及黄光波峰强度值作为规格分类及配置的参数,对白光发光组件组而言,只要符合各白光发光组件光源频谱中的最大蓝光峰波长值与最小蓝光峰波长值的差值介于2.5纳米至20纳米之间,最大黄光波峰强度值与最小黄光波峰强度值的差值介于0.05至0.3之间,就能够达到发光组件组的混合光源频谱相等于标准发光组件的频谱的效果,相较于习知技术以色度作为发光组件规格分类及配置的参数,只能选用中央点位置的发光组件,本发明增加发光组件的可选取范围,有利于降低成本,且频谱的确认也可避免背光模块与其它模块组装后的显示器发生色度离异。另外,为避免色度差过大引起的亮暗条纹或混光不均等现象,本发明提供的配置条件为相邻两白光发光组件的蓝光峰波长值的差值较佳为小于等于2.5纳米且黄光波峰强度值的差值较佳为小于等于0.05。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。