CN107957008A - 光源模组 - Google Patents

Abstract

一种光源模组，其包括导光板、光源以及量子点层。导光板具有出光面、底面以及入光面，其中底面与出光面相对，且入光面连接底面与出光面。光源配置在入光面旁。量子点层配置在出光面以及底面中的至少一者上。本发明的光源模组适于减少边框固定机构设计、降低组装工序以及减少光源模组整体的厚度。

Description

光源模组

技术领域

本发明涉及一种光源模组，且特别涉及一种具有量子点层的光源模组。

背景技术

量子点是一种具有良好吸光及发光特性的材料，其半高宽（Full Width of Half-maximum, FWHM）窄、发光效率高且具有相当宽的吸收频谱，拥有很高的色彩纯度与饱和度。因此，量子点元件近年来已逐渐被应用在显示技术中，以使显示设备的影像画面具有广色域及高色彩饱和度。在现有技术中，量子点组件通常是借由边框固定机构而固定在光源模组中。然而，这样的做法除了增加组装工序之外，还会增加光源模组整体的厚度。

发明内容

本发明提供一种光源模组，其适于减少边框固定机构设计、降低组装工序以及减少光源模组整体的厚度。

本发明的一种光源模组，其包括导光板、光源以及量子点层。导光板具有出光面、底面以及入光面，其中底面与出光面相对，且入光面连接底面与出光面。光源配置在入光面旁。量子点层配置在出光面以及底面中的至少一者上。

在本发明的一实施例中，量子点层与出光面或底面直接接触，且量子点层的折射率小于导光板的折射率。

在本发明的一实施例中，量子点层包括阻水氧的物质。

在本发明的一实施例中，量子点层形成有多个微结构。

在本发明的一实施例中，量子点层包括多个光散射粒子。

在本发明的一实施例中，光源模组还包括光学匹配层。光学匹配层配置在量子点层与导光板之间，且光学匹配层的折射率小于导光板的折射率。

在本发明的一实施例中，光学匹配层的材料包括氟化镁、聚四氟乙烯、光学胶或氧化金属。

在本发明的一实施例中，光源模组还包括隔离层，其中量子点层配置在隔离层与导光板之间。

在本发明的一实施例中，隔离层还包覆量子点层的侧壁面。

在本发明的一实施例中，光源模组还包括隔离框。隔离框包覆量子点层的侧壁面。

在本发明的一实施例中，隔离层形成有多个微结构。

在本发明的一实施例中，隔离层包括多个光散射粒子。

在本发明的一实施例中，光源模组还包括微结构层。微结构层配置在隔离层上。

在本发明的一实施例中，底面形成有多个微结构。

在本发明的一实施例中，光源模组还包括反射片，其中底面位于出光面与反射片之间。

在本发明的一实施例中，光源模组还包括黏着层，其中反射片通过黏着层而与导光板接合，且黏着层的折射率小于导光板的折射率。

基于上述内容，在本发明实施例的光源模组中，量子点层配置在导光板上，因此光源模组可减少边框固定机构设计并降低组装工序，而光源模组整体的厚度也得以缩减。

为了让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特别列举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1至图19分别是根据本发明的实施例的光源模组的剖面示意图。

附图标记说明：

10、10A：导光板；

20：光源；

30、30A、30B：量子点层；

40：反射片；

50：扩散片；

60：棱镜片；

70、70A：光学匹配层；

80、80A、80B、80C、80D：隔离层；

90：隔离框；

100：微结构层；

110：黏着层；

H70：厚度；

LM1、LM2、LM3、LM4、LM5、LM6、LM7、LM8、LM9、LM10、LM11、LM12、LM13、LM14、LM15、LM16、LM17、LM18、LM19：光源模组；

MS1、MS2、MS3、MS4：微结构；

SB：底面；

SC：光散射粒子；

SE：出光面；

SI：入光面；

SS：侧壁面；

ST：上表面。

具体实施方式

图1至图19分别是根据本发明的实施例的光源模组的剖面示意图。请先参照图1，光源模组LM1包括导光板10、光源20以及量子点层30。导光板10适于传递来自光源20的光束，其材料可以是玻璃或塑料。塑料可包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或聚碳酸酯（PC），但不以此为限。

导光板10具有出光面SE、底面SB以及入光面SI，其中底面SB与出光面SE相对，且入光面SI连接底面SB与出光面SE。导光板10可以是任一种形状的导光板。举例来说，导光板10可以是图1所示的平板导光板，其底面SB平行于出光面SE，且入光面SI垂直于底面SB和出光面SE，但不以此为限。在另一实施例中，导光板10也可以是楔形导光板，其底面SB倾斜于出光面SE，且入光面SI不垂直于底面SB。以下实施例的导光板10虽然均显示为平板导光板，但也可为其他形状的导光板（如楔形导光板），在下文便不再重述。

光源20配置在入光面SI旁，且适于朝入光面SI射出光束。光源20可以包括多个发光二极管，如发光二极管或激光二极管，且这些发光二极管可以是单色发光二极管或多色发光二极管。也就是说，光束可以是光束或激光束，且光束可以是单色光束或多色光束。

来自光源20的光束经由入光面SI进入导光板10后，经由全内反射（TotalInternal Reflection, TIR）而在导光板10中传递。导光板10的底面SB可设置多个微结构（如V形沟槽或网点，未在图1中示出），以破坏全内反射，使光束从出光面SE射出。借由调变微结构的形状以及分布可控制从出光面SE射出的光型。

光源模组LM1可进一步包括反射片40。反射片40设置在底面SB下方，且底面SB位于出光面SE与反射片40之间，以将从底面SB射出的光束反射回导光板10中，进而提升光的利用率。

量子点层30设置在光束的传递路径上，例如可设置在出光面SE以及底面SB中的至少一者上，以借由吸收上述光束的一部分而被激发出另一种波长（颜色）的光束。激发光束的波长与量子点的粒径相关。在本实施例中，量子点层30中的量子点可具有单一或多种粒径。也就是说，量子点层30可被激发出单一或多种颜色的光束。举例来说，光源20所输出的光束可为蓝光，而量子点层30可吸收部分的蓝光并转换成红光以及绿光，但不以此为限。

除了量子点之外，量子点层30还可包括基质层，且量子点分布在基质层中。量子点层30可以涂布或喷印等方式直接形成在出光面SE上。也就是说，量子点层30与导光板10（出光面SE）可直接接触，且量子点层30与导光板10之间没有设置其他的膜层。在此架构下，量子点层30的折射率（如基质层的折射率）小于导光板10的折射率，以使光束能够借由全内反射而在导光板10中传递。然而，本发明不以此为限。在其他实施例中，量子点层30可配置在底面SB上。或者，量子点层30也可配置在出光面SE以及底面SB上。再者，量子点层30与导光板10之间可设置其他的膜层。举例来说，量子点层30可预先形成在一薄膜上再贴附至导光板10，但不以此为限。

根据不同的需求，量子点层30可进一步包括其他材料。举例来说，为降低水气及氧气造成的量子点变质，量子点层30可进一步包括阻水氧的物质，但不以此为限。

相对于借由边框固定机构来固定量子点组件，本实施例借由将量子点层30配置在导光板10上，除了可减少边框固定机构设计以及组装工序之外，还可使光源模组LM1整体的厚度得以缩减。

根据不同的需求，光源模组LM1可进一步包括其他组件。举例来说，光源模组LM1可进一步包括至少一个扩散片50以及至少一个棱镜片60。扩散片50以及棱镜片60依序堆叠在出光面SE上方。在其他实施例中，可省略扩散片50以及棱镜片60中的至少一者。以下实施例均可以与此相同的方式而进行改良，在下文便不再重述。

以下借由图2至图19说明光源模组的其他实施型态，其中相同或相似的组件以相同或相似的标号表示，在下文便不再重述。

请参照图2，光源模组LM2与图1的光源模组LM1相似。两者的主要差异如下所述。光源模组LM2进一步包括光学匹配层70。光学匹配层70配置在量子点层30与导光板10之间。在此架构下，可以不用限制量子点层30的折射率，但光学匹配层70的折射率小于导光板10的折射率，以使光束能够借由全内反射而在导光板10中传递。具体地，光学匹配层70的折射率可介于1至1.4之间，且其厚度H70例如大于1微米。举例来说，光学匹配层70的材料可包括氟化镁（MgF₂）、聚四氟乙烯（Poly-Tetra-Fluoro-Ethylene, PTFE）或光学胶。或者，光学匹配层70的材料可以是其他高分子材料，其可涂布在导光板10上，且其膜层中具有多个纳米孔洞。或者，光学匹配层70的材料可包括其他绝缘材料或氧化金属，并可具有多个纳米状空隙结构。

请参照图3，光源模组LM3与图1的光源模组LM1相似。两者的主要差异如下所述。光源模组LM3进一步包括隔离层80，其中量子点层30配置在隔离层80与导光板10之间。隔离层80适于保护量子点层30，其除了可提供防刮、耐磨等功能之外，还可进一步用以阻挡水气及氧气。如此，量子点层30不一定要包括阻水氧的物质。举例来说，隔离层80的材料可包括高阻气性的透光材料，如聚偏二氯乙烯（PVDC）、乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）、聚乙烯醇（PVA）、金属类薄膜（如铝箔与蒸镀膜）、氧化硅、氮化硅、氧化铝蒸镀膜或尼龙纳米复合材料等，但不以此为限。

请参照图4，光源模组LM4与图2的光源模组LM2相似。两者的主要差异如下所述。光源模组LM4进一步包括隔离层80。隔离层80的相关内容请参照图3对应的描述，在此不再重述。

请参照图5，光源模组LM5与图3的光源模组LM3相似。两者的主要差异如下所述。在光源模组LM3中，隔离层80覆盖在量子点层30的上表面ST上且曝露出量子点层30的侧壁面SS。在光源模组LM5中，隔离层80A不仅覆盖在量子点层30的上表面ST上，还包覆量子点层30的侧壁面SS。

请参照图6，光源模组LM6与图3的光源模组LM3相似。两者的主要差异如下所述。光源模组LM6进一步包括隔离框90。隔离框90包覆量子点层30的侧壁面SS，而隔离层80B覆盖在量子点层30的上表面ST以及隔离框90上。具体地，可先以隔离材料制作隔离框90。再将量子点材料以涂布或喷印等方式设置在隔离框90中，而形成量子点层30。然后再在量子点层30以及隔离框90上形成隔离层80B，其中隔离框90与隔离层80B可采用相同或不同的隔离材料。

请参照图7，光源模组LM7与图5的光源模组LM5相似。两者的主要差异如下所述。光源模组LM7进一步包括光学匹配层70。光学匹配层70的相关内容请参照图2对应的描述，在此不再重述。

请参照图8，光源模组LM8与图6的光源模组LM6相似。两者的主要差异如下所述。光源模组LM8进一步包括光学匹配层70。光学匹配层70的相关内容请参照图2对应的描述，在此不再重述。

请参照图9，光源模组LM9与图2的光源模组LM2相似。两者的主要差异如下所述。在光源模组LM9中，量子点层30A形成有多个微结构MS1。微结构MS1例如可以黄光制程或压印等方式制作。根据不同的设计需求，微结构MS1可具有不同的形状以及排列间隔，而不以图9所示为限。在本实施例中，微结构MS1可用于散射从导光板10射出的光束，进而提升出光的均匀性。因此，光源模组LM9可以减少扩散片的片数，或者更进一步可以不用设置图2中的扩散片50。另外，在本实施例的架构下，如果量子点层30A的折射率小于导光板10的折射率，也可省略光学匹配层70。

请参照图10，光源模组LM10与图3的光源模组LM3相似。两者的主要差异如下所述。在光源模组LM10中，隔离层80C形成有多个微结构MS2。微结构MS2例如可以黄光制程或压印等方式制作。根据不同的设计需求，微结构MS2可具有不同的形状以及排列间隔，而不以图10所示为限。在本实施例中，微结构MS2可用于散射从导光板10射出的光束，进而提升出光的均匀性。因此，光源模组LM10可以减少扩散片的片数，或者更进一步可以不用设置图3中的扩散片50。

在本实施例中，隔离层80C覆盖在量子点层30的上表面ST上且曝露出量子点层30的侧壁面SS。然而，在另一实施例中，隔离层80C可进一步覆盖量子点层30的侧壁面SS。或者，光源模组LM10可进一步包括图6所示的隔离框90，以包覆量子点层30的侧壁面SS。

请参照图11，光源模组LM11与图4的光源模组LM4相似。两者的主要差异如下所述。在光源模组LM11中，隔离层80C形成有多个微结构MS2。隔离层80C的相关内容请参照图10对应的描述，在此不再重述。

请参照图12，光源模组LM12与图4的光源模组LM4相似。两者的主要差异如下所述。光源模组LM12进一步包括微结构层100。微结构层100配置在隔离层80上且包括多个微结构MS3。微结构层100例如可以网印网点或压印微结构等方式制作。根据不同的设计需求，微结构MS3可具有不同的形状以及排列间隔，而不以图12所示为限。在本实施例中，微结构MS3可用于散射从导光板10射出的光束，进而提升出光的均匀性。因此，光源模组LM12可以减少扩散片的片数，或者更进一步可以不用设置图4中的扩散片50。

请参照图13，光源模组LM13与图2的光源模组LM2相似。两者的主要差异如下所述。在光源模组LM13中，量子点层30B进一步包括多个光散射粒子SC。光散射粒子SC适于散射从导光板10射出的光束，进而提升出光的均匀性。因此，光源模组LM13可以减少扩散片的片数，或者更进一步可以不用设置图2中的扩散片50。另外，在本实施例的架构下，如果量子点层30B的折射率小于导光板10的折射率，也可省略光学匹配层70。

请参照图14，光源模组LM14与图3的光源模组LM3相似。两者的主要差异如下所述。在光源模组LM14中，隔离层80D进一步包括多个光散射粒子SC。光散射粒子SC适于散射从导光板10射出的光束，进而提升出光的均匀性。因此，光源模组LM14可以减少扩散片的片数，或者更进一步，可以不用设置图3中的扩散片50。

在本实施例中，隔离层80D覆盖在量子点层30的上表面ST上且曝露出量子点层30的侧壁面SS。然而，在另一实施例中，隔离层80D可进一步覆盖量子点层30的侧壁面SS。或者，光源模组LM14可进一步包括图6所示的隔离框90，以包覆量子点层30的侧壁面SS。

请参照图15，光源模组LM15与图11的光源模组LM11相似。两者的主要差异如下所述。在光源模组LM15中，导光板10A的底面SB形成有多个微结构MS4。根据不同的设计需求，微结构MS4可具有不同的形状以及排列间隔，而不以图15所示为限。另外应说明的是，其他实施例的导光板10的底面SB还可选择性地形成有微结构MS4，但不以此为限。

请参照图16，光源模组LM16与图15的光源模组LM15相似。两者的主要差异如下所述。光源模组LM16进一步包括黏着层110，其中反射片40通过黏着层110而与导光板10接合。在此架构下，黏着层110的折射率小于导光板10的折射率，以使光束能够借由全内反射而在导光板10中传递。另外应说明的是，其他实施例的反射片40也可通过黏着层110而与导光板10接合，但不以此为限。

请参照图17，光源模组LM17与图1的光源模组LM1相似。两者的主要差异如下所述。在光源模组LM17中，量子点层30配置在导光板10的底面SB上，使得量子点层30位于导光板10与反射片40之间。图2至图15的实施例也可以与此相同的方式而进行改良。以图4为例，光学匹配层70、量子点层30以及隔离层80可依序配置在底面SB上。此外，在反射片40通过黏着层110而与导光板10接合的情况下（参见图16），可先在底面SB上依序形成光学匹配层（如果有的话）、量子点层以及隔离层（如果有的话），再通过黏着层110将反射片40与导光板10接合。

请参照图18，光源模组LM18与图17的光源模组LM17相似。两者的主要差异如下所述。在光源模组LM18中，导光板10A的底面SB形成有多个微结构MS4。量子点层30配置在导光板10的底面SB上。光源模组LM18进一步包括隔离层80。隔离层80配置在量子点层30上，且量子点层30位于导光板10A与隔离层80之间。隔离层80的相关内容请参照图3对应的描述，在此不再重述。在本实施例中，隔离层80曝露出量子点层30的侧壁面SS。然而，在另一实施例中，隔离层80可覆盖量子点层30的侧壁面SS。或者，光源模组LM18可进一步包括图6所示的隔离框90，以包覆量子点层30的侧壁面SS。

请参照图19，光源模组LM19与图18的光源模组LM18相似。两者的主要差异如下所述。光源模组LM19进一步包括光学匹配层70A。光学匹配层70A配置在量子点层30与导光板10之间。光学匹配层70A的相关内容请参照图2对应的描述，在此不再重述。在本实施例中，隔离层80曝露出量子点层30的侧壁面SS。然而，在另一实施例中，隔离层80可覆盖量子点层30的侧壁面SS。或者，光源模组LM19可进一步包括图6所示的隔离框90，以包覆量子点层30的侧壁面SS。

综上所述，在本发明实施例的光源模组中，量子点层配置在导光板上，因此光源模组可减少边框固定机构设计并降低组装工序，而光源模组整体的厚度也得以减缩。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种光源模组，包括：

导光板，具有出光面、底面以及入光面，其中所述底面与所述出光面相对，且所述入光面连接所述底面与所述出光面；

光源，配置在所述入光面旁；以及

量子点层，配置在所述出光面以及所述底面中的至少一者上。

2.如权利要求1所述的光源模组，其中所述量子点层与所述出光面或所述底面直接接触，且所述量子点层的折射率小于所述导光板的折射率。

3.如权利要求2所述的光源模组，其中所述量子点层包括阻水氧的物质。

4.如权利要求2所述的光源模组，其中所述量子点层形成有多个微结构。

5.如权利要求2所述的光源模组，其中所述量子点层包括多个光散射粒子。

6.如权利要求1所述的光源模组，还包括：

光学匹配层，配置在所述量子点层与所述导光板之间，且所述光学匹配层的折射率小于所述导光板的折射率。

7.如权利要求6所述的光源模组，其中所述光学匹配层的材料包括氟化镁、聚四氟乙烯、光学胶或氧化金属。

8.如权利要求1所述的光源模组，还包括：

隔离层，其中所述量子点层配置在所述隔离层与所述导光板之间。

9.如权利要求8所述的光源模组，其中所述隔离层还包覆所述量子点层的侧壁面。

10.如权利要求8所述的光源模组，还包括：

隔离框，包覆所述量子点层的侧壁面。

11.如权利要求第8所述的光源模组，其中所述隔离层形成有多个微结构。

12.如权利要求8所述的光源模组，其中所述隔离层包括多个光散射粒子。

13.如权利要求8所述的光源模组，还包括：

微结构层，配置在所述隔离层上。

14.如权利要求1所述的光源模组，其中所述底面形成有多个微结构。

15.如权利要求1所述的光源模组，还包括：

反射片，其中所述底面位于所述出光面与所述反射片之间。

16.如权利要求15所述的光源模组，还包括：

黏着层，其中所述反射片通过所述黏着层而与所述导光板接合，且所述黏着层的折射率小于所述导光板的折射率。