CN103791322A - 背光模块与应用其的显示面板 - Google Patents
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Abstract
一种背光模块与应用其的显示面板，该背光模块包含框架、光源、导光板、波长转换层与光学膜片组。光源与导光板都设置于框架内。导光板包含出光面、入光面与至少一侧边。光源对应入光面设置。侧边邻接于出光面与入光面。波长转换层至少设置于侧边，用以将光源所提供的光转换成白光。光学膜片组设置于导光板的出光面上。
Description
技术领域
本发明是有关于一种背光模块。
背景技术
作为背光模块的主要元件之一，导光板能够借由导引光线方向，以提高背光模块出光的辉度与亮度均匀度。一般而言，光源所提供的光线可由导光板的入光面进入导光板，在导光板中行进后，大部份的光线可由导光板的出光面射出。对于具光色转换功能的导光板而言，可在出光面上方或者导光板中加入光色转换材料，以将光源所提供的光色转换为特定的光色。然而虽然大部份的光线从出光面射出，但另一部份的光线亦可能会从导光板的侧边射出，此部份的光线可能带有光源提供的光色。若此部份的光线混入光色转换后的光线中，便会降低背光模块出光的光色均匀度。
发明内容
本发明的一态样提供一种背光模块，包含框架、光源、导光板、波长转换层与光学膜片组。光源设置于框架内。导光板设置于框架内，且导光板包含出光面、入光面与至少一侧边。光源对应入光面设置。侧边邻接于出光面与入光面。波长转换层至少设置于侧边，用以将光源所提供的光转换成白光。光学膜片组设置于导光板的出光面上。
在一或多个实施方式中，背光模块更包含反射片，设置于导光板与框架之间。
在一或多个实施方式中，光源包含蓝光发光二极管，用以提供蓝光。
在一或多个实施方式中，波长转换层包含荧光粉体或量子点材料，用以将入射的部份蓝光转换成红光或绿光。
在一或多个实施方式中，量子点材料的粒径实质上约为1～15纳米(nm)。
在一或多个实施方式中，量子点材料包含CdSe(硒化镉)/ZnS(硫化锌)、InP(磷化铟)/ZnS(硫化锌)、PbSe(硒化铅)/PbS(硫化铅)、CdSe(硒化镉)/CdS(硫化镉)、CdTe(碲化镉)/CdS(硫化镉)或CdTe(碲化镉)/ZnS(硫化锌)。
在一或多个实施方式中，荧光粉体的材料包含ZnS:Cu+,Al3+(硫化锌以及硫化锌掺杂铜铝元素)，SrGa2S4:Eu2+(硫化镓锶以及硫化镓锶掺杂铕元素)，Lu3Al5O12:Ce3+(氧化铝镏以及氧化铝镏掺杂铈元素)、Y3Al5O12:Ce3+(氧化铝钇以及氧化铝钇掺杂铈元素)、CaSiO4:Eu2+(氧化硅钙以及氧化硅钙掺杂铕元素)、SrSiO4:Eu2+(氧化硅锶以及氧化硅锶掺杂铕元素)、BaSiO4:Eu2+(氧化硅钡以及氧化硅钡掺杂铕元素)、MgSiO4:Eu2+(氧化硅镁以及氧化硅镁掺杂铕元素)、β-SiAlON:Eu2+(β-氮氧硅铝以及β-氮氧硅铝掺杂铕元素)、SrSi2O2N2:Eu2+(氮氧硅锶以及氮氧硅锶掺杂铕元素)、CaSi2O2N2:Eu2+(氮氧硅钙以及氮氧硅钙掺杂铕元素)、CaS:Eu2+(硫化钙以及硫化钙掺杂铕元素)、CrS:Eu2+(硫化锶以及硫化锶掺杂铕元素)、YVO4:Eu3+,Bi3+(氧化钒钇以及氧化钒钇掺杂铕铋元素)、CaAlSiN3:Eu2+(氮硅铝钙以及氮硅铝钙掺杂铕元素)、SrAlSiN3:Eu2+(氮硅铝锶以及氮硅铝锶掺杂铕元素)、Ca2Si5N8:Eu2+(氮硅钙以及氮硅钙掺杂铕元素)或Sr2Si5N8:Eu2+(氮硅锶以及氮硅锶掺杂铕元素)。
在一或多个实施方式中，入光面邻接于出光面。
在一或多个实施方式中，导光板更包含另一侧边。该另一侧边与入光面相对设置，且该另一侧边邻接于出光面与该侧边。波长转换层更设置于该另一侧边。
在一或多个实施方式中，入光面与出光面相对应设置。
在一或多个实施方式中，导光板具有波长转换材料，用以将光源所入射的光转换成白光。
在一或多个实施方式中，光学膜片组包含量子点增亮膜、下菱镜片、上菱镜片与扩散片。
本发明的另一态样提供一种显示面板，包含上述的背光模块与显示模块。显示模块设置于光学膜片组上。
因上述的波长转换层至少设置于侧边，因此自导光板的侧边射出的光线可先被波长转换层转换为白光，而后才自背光模块射出，藉以改善背光模块出光的光色的均匀度。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明一实施方式的背光模块的立体图。
图2为沿图1的线段A-A的第一实施方式的剖面图。
图3为图1的的背光模块的的第一实施方式的分解示意图。
图4A为图2的的波长转换层与导光板一实施方式的放大示意图。
图4B为图2的波长转换层与导光板另一实施方式的放大示意图。
图5为沿图1的线段A-A的第二实施方式的剖面图。
图6为图1的背光模块的第二实施方式的分解示意图。
图7为沿图1的线段A-A的第三实施方式的剖面图。
图8为图1的背光模块的第三实施方式的分解示意图。
图9为本发明一实施方式的显示面板的剖面图。
100：背光模块 110：框架
112：开口 120：光源
130：导光板 132：出光面
133：面 134：入光面
136、138：侧边 140：波长转换层
142：量子点材料 143：荧光粉体
144：本体 146：散射粒子
148：防水层 150：光学膜片组
152：量子点增亮膜 154：下菱镜片
156：上菱镜片 158：扩散片
160：反射片 170：波长转换材料
200：显示模块 A-A：线段
W：粒径
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示之。
请同时参照图1至图3，其中图1为本发明一实施方式的背光模块100的立体图，图2为沿图1的线段A-A的第一实施方式的剖面图，而图3为图1的背光模块100的第一实施方式的分解示意图。背光模块100包含框架110、光源120、导光板130、波长转换层140与光学膜片组150。光源120与导光板130都设置于框架110内。导光板130包含出光面132、入光面134与侧边136，例如在图3中，导光板130包含两侧边136。光源120对应入光面134设置。侧边136邻接于出光面132与入光面134。波长转换层140系至少设置于侧边136，用以将光源120所提供的光转换成白光。光学膜片组150设置于导光板130的出光面132上。
本实施方式的背光模块100的光源120提供的光线可自入光面134射入导光板130。在导光板130中行进后，大部份的光线会从导光板130的出光面132射出，这部份的光线即为背光模块100所提供的主要光线。然而另一部份的光线亦会从导光板130的侧边136射出，在经过框架110的反射后，部份光线会混入主要光线中，进而影响背光模块100出光的光色。举例而言，对于提供白光的背光模块而言，若从侧边136射出的光线并非白光，则背光模块100出光的光色便会有不均匀之虞。然而因在本实施方式中，波长转换层140至少设置于侧边136，因此，自导光板130的侧边136射出的光线可先经由波长转换层140转换为白光，而后才自背光模块100射出。如此一来，本实施方式的背光模块100便可改善其出光的光色的均匀度。
请同时参照图2与图3。在本实施方式中，入光面134邻接于出光面132，也就是说，本实施方式的背光模块100为侧入式背光模块。详细而言，在图3中，入光面134邻接出光面132的一边，而两侧边136相对设置，且分别邻接出光面132的相对两边，以及邻接入光面134的相对两边。
在本实施方式中，导光板130可更包含另一侧边138。侧边138与入光面134相对设置，且侧边138邻接于出光面132与两相对侧边136，因此入光面134、两侧边136与侧边138共同围绕出光面132的边界设置。在一或多个实施方式中，波长转换层140可更设置于侧边138，以将自侧边138射出的光线转换为白光。也就是说，自入光面134射入导光板130的光线，不论由侧边136或138射出，都可经由波长转换层140，以被转换成白光，藉此进一步改善背光模块100出光的光色的均匀度。
在本实施方式中，光源120包含蓝光发光二极管，系用以提供蓝光。因此自光源120发出的蓝光可由入光面134进入导光板130。部份的蓝光在导光板130中行进后由侧边136、138射出，接着进入波长转换层140。波长转换层140将蓝光转换为白光后，部份白光经由框架110的反射，而自框架110的一开口112射出。
接着请参照图4A，其绘示图2的波长转换层140与导光板130的放大示意图。波长转换层140包含量子点材料142，系用以将入射的部份蓝光转换成红光或绿光。因此当部分的蓝光射入波长转换层140后，部份的蓝光会与红光及绿光混合成白光。值得一提的是，因本实施方式的白光系由蓝光、红光与绿光共同混合而成，因此背光模块100所发出的白光具有较广的色域空间，也因此能够提高白光的饱合度。
接续上述，在本实施方式中，量子点材料142例如为复数颗量子点(QuantumDots,QDs)，例如可为红色量子点与绿色量子点的混合。这些量子点之间具有不同或相同的粒径W，而量子点的发光波长则由其粒径W所决定。在本实施方式中，发光波长为红光与绿光的量子点的粒径W的分布实质上约为1～15纳米(nm)。另外，每一量子点例如可包含核心与外壳，外壳包复核心。在一或多个实施方式中，量子点材料142的核心/外壳的材料可包含CdSe(硒化镉)/ZnS(硫化锌)、InP(磷化铟)/ZnS(硫化锌)、PbSe(硒化铅)/PbS(硫化铅)、CdSe(硒化镉)/CdS(硫化镉)、CdTe(碲化镉)/CdS(硫化镉)或CdTe(碲化镉)/ZnS(硫化锌)，然而本发明不以此为限。
基本上，量子点材料142的核心与外壳都可为二六族(Group II-VI)、二五族(Group II-V)、三六族(Group III-VI)、三五族(Group III-V)、四六族(GroupIV-VI)、二四六族(Group II-IV-VI)或二四五族(Group II-IV-V)复合材料。其中核心的材质可为ZnS(硫化锌)、ZnSe(硒化锌)、ZnTe(碲化锌)、CdS(硫化镉)、CdSe(硒化镉)、CdTe(碲化镉)、HgS(硫化汞)、HgSe(硒化汞)、HgTe(碲化汞)、AlN(氮化铝)、AlP(磷化铝)、AlAs(砷化铝)、AlSb(锑化铝)、GaN(氮化镓)、GaP(磷化镓)、GaAs(砷化镓)、GaSb(锑化镓)、GaSe(硒化镓)、InN(氮化铟)、InP(磷化铟)、InAs(砷化铟)、InSb(锑化铟)、TlN(氮化铊)、TlP(磷化铊)、TlAs(砷化铊)、TlSb(锑化铊)、PbS(硫化铅)、PbSe(硒化铅)、PbTe(碲化铅)或上述的任意组合。而外壳的材质可为ZnO(氧化锌),ZnS(硫化锌)、ZnSe(硒化锌)、ZnTe(碲化锌)、CdO(氧化镉)、CdS(硫化镉)、CdSe(硒化镉)、CdTe(碲化镉)、MgO(氧化镁)、MgS(硫化镁)、MgSe(硒化镁)、MgTe(碲化镁)、HgO(氧化汞)、HgS(硫化汞)、HgSe(硒化汞)、HgTe(碲化汞)、AlN(氮化铝)、AlP(磷化铝)、AlAs(砷化铝)、AlSb(锑化铝)、GaN(氮化镓)、GaP(磷化镓)、GaAs(砷化镓)、GaSb(锑化镓)、InN(氮化铟)、InP(磷化铟)、InAs(砷化铟)、InSb(锑化铟)、TlN(氮化铊)、TlP(磷化铊)、TlAs(砷化铊)、TlSb(锑化铊)、PbS(硫化铅)、PbSe(硒化铅)、PbTe(碲化铅)或上述的任意组合。
在本实施方式中，波长转换层140例如可包含本体144，而量子点材料142则分布于本体144中。其中本体144的材质例如为环氧复合材料，然而本发明不以此为限。另外，波长转换层140更可包含多个散射粒子146，亦分布于本体144中。散射粒子146可使得量子点材料142所发出的红光与绿光产生散射，藉此让波长转换层140所产生的红光与绿光更加均匀。在其它的实施方式中，波长转换层140更可包含防水层148，本体144置于防水层148与导光板130之间。防水层148能够阻绝外界的水气，进而延长量子点材料142的寿命。而在其它的实施方式中，波长转换层140可更包含另一防水层，置于本体144与导光板130之间，以与防水层148一同包覆本体144，然而本发明不以此为限。
接着请参照图4B，其绘示图2的波长转换层140与导光板130另一实施方式的放大示意图。在本实施方式中，量子点材料142(如图4A所示)可替换为荧光粉体143，荧光粉体143亦用以系用以将入射的部份蓝光转换成红光或绿光。荧光粉体143可包含绿色荧光粉，其材料例如为ZnS:Cu+,Al3+(硫化锌以及硫化锌掺杂铜铝元素)，SrGa2S4:Eu2+(硫化镓锶以及硫化镓锶掺杂铕元素)，Lu3Al5O12:Ce3+(氧化铝镏以及氧化铝镏掺杂铈元素)、Y3Al5O12:Ce3+(氧化铝钇以及氧化铝钇掺杂铈元素)、CaSiO4:Eu2+(氧化硅钙以及氧化硅钙掺杂铕元素)、SrSiO4:Eu2+(氧化硅锶以及氧化硅锶掺杂铕元素)、BaSiO4:Eu2+(氧化硅钡以及氧化硅钡掺杂铕元素)、MgSiO4:Eu2+(氧化硅镁以及氧化硅镁掺杂铕元素)、β-SiAlON:Eu2+(β-氮氧硅铝以及β-氮氧硅铝掺杂铕元素)、SrSi2O2N2:Eu2+(氮氧硅锶以及氮氧硅锶掺杂铕元素)或CaSi2O2N2:Eu2+(氮氧硅钙以及氮氧硅钙掺杂铕元素)。荧光粉体143更可包含红色荧光粉，其材料例如为CaS:Eu2+(硫化钙以及硫化钙掺杂铕元素)、CrS:Eu2+(硫化锶以及硫化锶掺杂铕元素)、YVO4:Eu3+,Bi3+(氧化钒钇以及氧化钒钇掺杂铕铋元素)、CaAlSiN3:Eu2+(氮硅铝钙以及氮硅铝钙掺杂铕元素)、SrAlSiN3:Eu2+(氮硅铝锶以及氮硅铝锶掺杂铕元素)、Ca2Si5N8:Eu2+(氮硅钙以及氮硅钙掺杂铕元素)或Sr2Si5N8:Eu2+(氮硅锶以及氮硅锶掺杂铕元素)。至于本实施方式的其它细节因与图4A相同，因此便不再赘述。接着请回到图2与图3。上述的段落都针对射出侧边136与138的光线的光色转换作叙述，而接下来则针对射出出光面132的光线的光色转换作叙述。在本实施方式中，光学膜片组150包含量子点增亮膜152、下菱镜片154、上菱镜片156以及扩散片158。量子点增亮膜152置于出光面132上，且置于下菱镜片154与导光板130之间。量子点增亮膜152能够将自出光面132射出的蓝光转换为白光，其结构与材料例如与波长转换层140相同，然而本发明不以此为限。在本实施方式中，扩散片158亦可以多层增亮膜取代，或是将扩散片158与上菱镜片156整合在一起，然而本发明不以此为限。下菱镜片154置于上菱镜片156与量子点增亮膜152之间，而上菱镜片156则置于扩散片158与下菱镜片154之间。然而应注意的是，上述的光学膜片组150的组成与设置都仅为例示，本发明不以此为限。另一方面，在本实施方式中，背光模块100更包含反射片160，设置于导光板130与框架110之间，例如在图2中，反射片160毗邻导光板130相对出光面132的底面133设置。反射片160可将导光板130中的光线实质导向框架110的开口112，以增加背光模块100整体的出光量。
光源120提供的蓝光由入光面134进入导光板130。部份的蓝光会直接射至出光面132、或者由反射片160反射至出光面132后进入量子点增亮膜152，因此量子点增亮膜152将蓝光转换为白光。白光接着依序通过下菱镜片154、上菱镜片156与扩散片158后，由框架110的开口112射出。如此一来，自入光面134进入导光板130的蓝光，不论是由侧边136、138或出光面132离开导光板130，都能够由波长转换层140或量子点增亮膜152转换为白光，使得背光模块100出光的光色具有较佳的均匀度。
接着请同时参照图5与图6，其中图5为沿图1的线段A-A的第二实施方式的剖面图，而图6为图1的背光模块100的第二实施方式的分解示意图。本实施方式的背光模块100与第一实施方式的不同处在于入光面134的位置，以及侧边136的数量。在本实施方式中，入光面134与出光面132相对应设置，如图5所示，且侧边136为四个，也就是说，本实施方式的背光模块100为直下式背光模块。详细而言，入光面134与出光面132互不连接，而四侧边136则分别邻接入光面134与出光面132的四个边，且波长转换层140可选择完全覆盖四侧边136。因此光源120提供的蓝光由入光面134进入导光板130后，部份的蓝光在导光板130中行进且由侧边136射出，进而进入波长转换层140。波长转换层140接着将蓝光转换为白光后，经由框架110的反射，而自框架110的开口112射出。另一部份的蓝光则直接由出光面132射出而进入量子点增亮膜152。量子点增亮膜152将此一部份的蓝光转换为白光后，白光接着依序通过下菱镜片154、上菱镜片156与扩散片158后，由框架110的开口112射出。如此一来，光源120提供的蓝光在进入导光板130后，不论是自侧边136或自出光面132射出，蓝光都能被转换成白光，以增加背光模块100出光的光色的均匀度。另一方面，光源120可置于反射片160与导光板130之间，以提高蓝光射入导光板130的光量，然而本发明不以此为限。如上述的直下式背光模块，其中导光板130具有扩散功能，系用以将线光源转换成面光源，或是利用扩散板取代导光板，但不以此为限。至于本实施方式的其它细节因与第一实施方式相同，因此便不再赘述。
接着请同时参照图7与图8，其中图7为沿图1的线段A-A的第三实施方式的剖面图，而图8为图1的背光模块100的第三实施方式的分解示意图。本实施方式的背光模块100与第一实施方式的不同处在于光学膜片组150的元件，以及波长转换材料170的设置。在本实施方式中，光学膜片组150可设置不包含量子点的增亮膜，且于导光板130中设置波长转换材料170。波长转换材料170用以将部份的蓝光转换为白光，也就是说，在本实施方式中，波长转换材料170可替代量子点增亮膜的功能。详细而言，当蓝光自入光面134进入导光板130后，部份的蓝光可被波长转换材料170转换为白光，此白光接着可直接由出光面132射出导光板130，亦可经过反射片160的反射以穿过出光面132而射出导光板130。另一部份的蓝光亦可由侧边136与138射出，因此进入波长转换层140。蓝光接者被波长转换层140转换为白光后，经由框架110的反射而自框架110的开口112射出。如此一来，光源120提供的蓝光在进入导光板130后，不论是自侧边136、138或自出光面132射出，蓝光都能被转换成白光，以增加背光模块100出光的光色的均匀度。
另一方面，在本实施方式中，光学膜片组150自导光板130的一端可依序包含下菱镜片154、上菱镜片156与扩散片158，然而本发明不以此为限。至于本实施方式的其它细节因与第一实施方式相同，因此便不再赘述。另外，虽然本实施方式的背光模块100为侧入式背光模块，然而在其它的实施方式中，波长转换材料170亦可应用于直下式背光模块(如第二实施方式的背光模块100)，本发明不以此为限。
接着请参照图9，其为本发明一实施方式的显示面板的剖面图。显示面板包含背光模块100与显示模块200。显示模块200设置于光学膜片组150上。显示模块200可包含多个像素单元，背光模块100射出的白光在经过这些像素单元后，会被调制成不同的像素影像，而这些像素影像即组成为显示面板所显示的影像。在一或多个实施方式中，显示模块200例如可为液晶显示模块或电湿润显示模块，然而本发明不以此为限。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (13)
1.一种背光模块，其特征在于，包含：
一框架；
一光源，设置于该框架内；
一导光板，设置于该框架内，包含：
一出光面；
一入光面，其中该光源对应该入光面设置；以及
至少一侧边，邻接于该出光面与该入光面；
一波长转换层，至少设置于该侧边，用以将该光源所提供的光转换成一白光；以及
一光学膜片组，设置于该导光板的该出光面上。
2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，更包含一反射片，设置于该导光板与该框架之间。
3.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该光源包含一蓝光发光二极管，用以提供一蓝光。
4.根据权利要求3所述的背光模块，其特征在于，该波长转换层包含一荧光粉体或一量子点材料，用以将入射的部分该蓝光转换成一红光或一绿光。
5.根据权利要求4所述的背光模块，其特征在于，该量子点材料的粒径实质上约为1～15纳米。
6.根据权利要求4所述的背光模块，其特征在于，该量子点材料包含CdSe/ZnS、InP/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS或CdTe/ZnS。
7.根据权利要求4所述的背光模块，其特征在于，该荧光粉体的材料包含硫化锌以及硫化锌掺杂铜铝元素、硫化镓锶以及硫化镓锶掺杂铕元素、氧化铝镏以及氧化铝镏掺杂铈元素、氧化铝钇以及氧化铝钇掺杂铈元素、氧化硅钙以及氧化硅钙掺杂铕元素、氧化硅锶以及氧化硅锶掺杂铕元素、氧化硅钡以及氧化硅钡掺杂铕元素、氧化硅镁以及氧化硅镁掺杂铕元素、β-氮氧硅铝以及β-氮氧硅铝掺杂铕元素、氮氧硅锶以及氮氧硅锶掺杂铕元素、氮氧硅钙以及氮氧硅钙掺杂铕元素、硫化钙以及硫化钙掺杂铕元素、硫化锶以及硫化锶掺杂铕元素、氧化钒钇以及氧化钒钇掺杂铕铋元素、氮硅铝钙以及氮硅铝钙掺杂铕元素、氮硅铝锶以及氮硅铝锶掺杂铕元素、氮硅钙以及氮硅钙掺杂铕元素或氮硅锶以及氮硅锶掺杂铕元素。
8.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该入光面邻接于该出光面。
9.根据权利要求8所述的背光模块，其特征在于，该导光板更包含一另一侧边，该另一侧边与该入光面相对设置，且该另一侧边邻接于该出光面与该侧边，其中该波长转换层更设置于该另一侧边。
10.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该入光面与该出光面相对应设置。
11.根据权利要求10所述的背光模块，其特征在于，该导光板具有波长转换材料，用以将该光源所入射的光转换成白光。
12.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该光学膜片组包含：一量子点增亮膜、一上菱镜片、一下菱镜片以及一扩散片。
13.一种显示面板，其特征在于，包含：
权利要求1所述的背光模块；以及
一显示模块，设置于该光学膜片组上。
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Application publication date: 20140514 |