CN102980136A - 直下式背光模块及其光源扩散结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种直下式背光模块及其光源扩散结构，其中，光源扩散结构包含：扩散本体、多个量子点荧光粉及多个阻水气层；其中，多个量子点荧光粉分散于扩散本体中；多个阻水气层位于扩散本体的表面。在本发明中，多个量子点荧光粉分散于扩散板或扩散片的扩散本体中，可延长其使用寿命而减缓光衰退的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种背光模块，尤其涉及一种直下式背光模块及其光源扩散结构。
背景技术
液晶面板是借背光模块的光处理元件产生光线进入导光板的入光面而发光。其中，光处理元件可为玻璃材质或塑胶材质，且于光处理元件中填充荧光粉作为波长转换材料。基此，光处理元件将发光元件所发射的光源的一部分转换成另一波长的光源并与发光元件所发射的剩余光源混合而发出白光。
其中，光处理元件中所填充的荧光粉可分为无机荧光粉或有机荧光粉。并且，目前有填充量子点荧光粉的光处理元件。然而，荧光粉的光转换效率不高，尤其是使用寿命较长的无机荧光粉，光转换效率更是较有机荧光粉为低。此外，量子点荧光粉亦易受短波光源照射而衰退，且于量子点荧光粉的单位面积内所受的光源强度越大，则光的亮度及饱和度衰退得越快。
于此，量子点荧光粉在高温的发光二极管旁的光转换效率的降低是超乎预期的，以致于光处理元件使用一段时间后，光的亮度及饱和度衰减情形严重。并且，荧光粉易于环境中产生质变，而导致光处理元件使用寿命缩短或产生偏色现象。
因此，如何提出能够使光处理元件中量子点荧光粉的亮度及饱和度不易衰退，而具良好的发光特性及较长的使用寿命则为极待解决的问题之一。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种光源扩散结构，包含：扩散本体、多个量子点荧光粉及多个阻水气层；其中，多个量子点荧光粉分散于扩散本体中；多个阻水气层位于扩散本体的表面。
本发明亦提出一种直下式背光模块，包含：光源扩散结构、多个发光元件及至少一光学膜片；其中，多个发光元件朝光源扩散结构投射光线，多个发光元件与光源扩散结构之间具有混光空间；光学膜片位于光源扩散结构上。
本发明的实施例中，多个量子点荧光粉分散于扩散板或扩散片的扩散本体中，有效延长其使用寿命，解决公知技术中量子点荧光点材料易受短波光源照射与热衰退的问题，并可将NTSC色域由公知技术的72％提升至100％。
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域普通技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭示的内容、权利要求书及附图，本领域普通技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
附图说明
图1为本发明的扩散板的剖面示意图。
图2为本发明的扩散片的剖面示意图（一）。
图3为本发明的扩散片的剖面示意图（二）。
图4为本发明具有扩散粒子的光源扩散结构的剖面示意图。
图4A为本发明的扩散粒子的剖面示意图（一）。
图4B为本发明的扩散粒子的剖面示意图（二）。
图5为本发明具有微结构层的光源扩散结构的剖面示意图。
图6为本发明的的直下式背光模块的剖面示意图。
其中，附图标记说明如下：
1．．．．．．．．．．直下式背光模块
2．．．．．．．．．．光源扩散结构
21．．．．．．．．．．扩散本体
211．．．．．．．．．本体层
212．．．．．．．．．透光层
22．．．．．．．．．．扩散粒子
221．．．．．．．．．微孔
23．．．．．．．．．．量子点荧光粉
25．．．．．．．．．．阻水气层
26．．．．．．．．．．微结构层
4．．．．．．．．．．发光元件
6．．．．．．．．．．光学膜片
具体实施方式
图1与图2，是本发明的光源扩散结构的实施例。图1为扩散板的剖面示意图，图2扩散片的剖面示意图。
如图1与图2，本发明的光源扩散结构2包含扩散本体21、多个量子点荧光粉23、多个阻水气层25。
在一些实施态样中，如图1所示，光源扩散结构2为扩散板。在此，多个量子点荧光粉23均匀地分散于扩散本体21中，并于扩散本体21的表面分别设置阻水气层25，用以阻隔水气避免其造成量子点荧光粉23的发光强度衰退。
在一些实施态样中，如图2所示，光源扩散结构2为扩散片。在此，扩散本体21主要可由本体层211与多个透光层212所组成，多个透光层212分别设置于本体层211的表面，多个量子点荧光粉23分散于本体层211中，并于透光层212的表面分别设置阻水气层25，用以阻隔水气避免其造成量子点荧光粉23的发光强度衰退。在一些实施态样中，如图3所示，多个量子点荧光粉23可分散于多个透光层212中。
于前述说明中，光源扩散结构2的厚度约介于0.5mm至3.0mm之间，较佳地为介于1.0mm至2.0mm之间。
如图1、图2及图3所示，多个量子点荧光粉23均匀地分散于扩散本体21中，但本发明非以此为限，例如图4所示，由于量子点荧光粉23为奈米量子点结构，具有不易分散、容易团聚的特性，因此可将多个量子点荧光粉23可制备分散于实心的扩散粒子22中，再将具有量子点荧光粉23的扩散粒子22均匀设置于扩散本体21内。前述的量子点荧光粉的尺寸为介于1nm与10nm之间，扩散粒子22的尺寸为介于1μm与10μm之间，但本发明非以此为限。
在一些实施态样中，如图4A所示，多个量子点荧光粉23均匀地分散于实心的扩散粒子22中。在一些实施态样中，如图4B所示，实心的扩散粒子22内设有多个微孔221，多个量子点荧光粉23分布于微孔221的孔隙通道或微孔221的表面。
于前述说明中，扩散本体21的材质可选自为聚碳酸酯(Polycarbonate)、PMMA、MS、ABS、PET、PETG、PS、MBS与COC所构成的群组，扩散粒子22的材质为相异于扩散本体21，并可选自PMMA、MS、ABS、PS、PU、氧化物含SiO2、Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4、Al2O3及TiO2所构成的群组。
扩散粒子22与扩散本体21藉由其相异材质的特性，产生折射率差而形成光扩散作用，一般而言，扩散本体21与扩散粒子22的折射率值相差约大于等于0.03，较佳地可大于等于0.1，例如扩散本体21选用PS材质，其折射率约为1.59，扩散粒子22则可选用PMMA材质，其折射率约为1.49。
在本实施例中，扩散粒子22的重量占全体（光源扩散结构2）的百分比为介于0.1％与20％之间，较佳地为占全体的百分比为介于0.1％与5％之间，其重量百分比由扩散粒子22与扩散本体21相差的折射率值决定，当其相差的折射率愈小，扩散粒子22的重量占全体的百分比愈大。
在一些实施态样中，如图5所示，光源扩散结构2于扩散本体21上设有微结构层26，较佳地可在阻水气层25上形成微结构层26。在此，微结构层26可为连续曲线围绕成多个封闭图形，或多个并排的光扩散图案，抑或是横剖面为棱角状的凸部等，本发明并非以此为限。
在一些实施态样中，光源扩散结构2为平板扩散结构，其微结构层26为一非规则微结构层。在光源扩散结构2具有非规则微结构层的结构中，扩散粒子22的重量占全体的百分比为介于0.1％与20％之间，较佳地为占全体的百分比为介于0.1％与5％之间。
在一些实施态样中，光源扩散结构2为微结构扩散结构，其微结构层26为一周期微结构层（规则微结构层）。在光源扩散结构2具有周期微结构层的结构中，扩散粒子22的重量占全体的百分比为介于0.1％与4％之间，较佳地为占全体的百分比为介于0.1％与1％之间。
图6，是本发明的直下式背光模块的实施例。图6为直下式背光模块1的剖面示意图。本发明的直下式背光模块1包含光源扩散结构2、多个发光元件4、光学膜片6。
发光元件4可为发光二极管（LED），以矩阵排列方式设置于直下式背光模块1的底部，并可于直下式背光模块1的底部铺设有反光片（图未示）。发光元件4的上方设有光源扩散结构2，以利用发光元件4朝光源扩散结构2投射光线，并且，多个发光元件4与光源扩散结构2之间相间隔一间距而形成一空气层，以此空气层作为混光空间。此外，光源扩散结构2上可设置有光学膜片6，例如遮光片、棱镜片等。在此，光源扩散结构2如前述说明，在此不再赘述。
在一些实施态样中，由靠近发光元件4的方向朝远离发光元件4的方向依序设置扩散板结构的光源扩散结构2（如图1所示）与多个扩散片，亦或是依序设置多个扩散板与扩散片结构的光源扩散结构2（如图2所示）。惟前述排列方式仅为举例，本发明非以此为限。
在一些实施态样中，发光元件4为蓝光二极管晶片的LED，其投射的光线为蓝光，当光线投射至光源扩散结构2时，经由多个量子点荧光粉23分别将部分蓝光转换成红光与绿光，形成发光频谱的峰值的半宽强度小于等于100nm的高演色性画面，因此在视觉效果上，可让使用者看到光线颜色更纯、更漂亮的画面。
在一些实施态样中，发光元件4为蓝光二极管晶片加绿光二极管晶片的LED或是蓝光二极管晶片加绿光荧光粉的组成的LED，或可为蓝光二极管晶片与非量子点绿光荧光粉的组成的LED，其投射的光线为蓝光与绿光的混合，多个量子点荧光粉23可将部分蓝光与部分绿光转换成红光，使直下式背光模块1同时兼顾高演色性画面、长光源强度寿命及高效率光源特性。
在一些实施态样中，发光元件4为蓝光二极管晶片加红光二极管晶片的LED或是蓝光晶片加红光荧光粉的LED，其投射的光线为蓝光与红光，多个量子点荧光粉23可将部分蓝光转换成绿光（由于量子点荧光粉23只转换短波长光，所以量子点荧光粉23只转换部分蓝光成绿光），使直下式背光模块1同时兼顾高演色性画面、长光源强度寿命及高效率光源特性。
本发明的实施例中，多个量子点荧光粉分散于扩散板或扩散片的扩散本体中，有效延长其使用寿命，解决公知技术中量子点荧光点材料易受短波光源照射而衰退的问题，并可兼顾高演色性画面、长光源强度寿命及高效率光源特性，使NTSC色域由公知技术的72％提升至100％。
虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种光源扩散结构，包含：
一扩散本体；
多个量子点荧光粉，分散于该扩散本体中；及
多个阻水气层，位于该扩散本体的表面。
2.如权利要求1所述的光源扩散结构，其中该扩散本体包含一本体层与多个透光层，所述多个透光层位于该本体层的表面，所述多个量子点荧光粉分散于所述多个透光层中。
3.如权利要求1所述的光源扩散结构，其中所述多个量子点荧光粉分散于多个扩散粒子的多个微孔中，所述多个扩散粒子分散于该扩散本体中。
4.如权利要求3所述的光源扩散结构，其中所述多个量子点荧光粉的尺寸为介于1nm与10nm之间，所述多个扩散粒子的尺寸为介于1μm与10μm之间。
5.如权利要求3所述的光源扩散结构，其中该扩散本体与所述多个扩散粒子的折射率值相差不小于0.03。
6.如权利要求3的光源扩散结构，其中所述多个扩散粒子的重量占全体百分比为介于0.1％与20％之间。
7.一种直下式背光模块，包含：
一个如权利要求1至6任一项的光源扩散结构；
多个发光元件，朝该光源扩散结构投射光线，所述多个发光元件与该光源扩散结构之间具有一混光空间；及
至少一光学膜片，位于该光源扩散结构上。
8.如权利要求7所述的直下式背光模块，其中所述多个发光元件投射的光线为蓝光，所述多个量子点荧光粉分别将部分蓝光转换成红光与绿光，形成发光频谱的峰值的半宽强度小于等于100nm。
9.如权利要求7所述的直下式背光模块，其中所述多个发光元件投射的光线为蓝光二极管晶片与绿光二极管晶片的组成，或为蓝光二极管晶片与非量子点绿光荧光粉的组成，所述多个量子点荧光粉将部分蓝光与部分绿光转换成红光。
10.如权利要求7所述的直下式背光模块，其中所述多个发光元件投射的光线为蓝光二极管晶片与红光二极管晶片的组成，或为蓝光二极管晶片与非量子点红光荧光粉的组成，所述多个量子点荧光粉将部分蓝光转换成绿光。
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