CN109001936A - 光源模块及显示设备 - Google Patents

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丁景隆
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Abstract

本发明公开了一种光源模块以及一种显示设备，其中，该光源模块包括量子点单元、发光元件和黏着层。量子点单元包含第一透明基板、第二玻璃基板、量子点区域以及反射性封胶。第二玻璃基板与第一透明基板相对设置并具有一出光面，该出光面位于第二玻璃基板相反于第一透明基板的一侧。量子点区域设于第一透明基板与第二玻璃基板之间，该量子点区域内设置有一量子点材料。反射性封胶设于第一透明基板与第二玻璃基板之间并环绕量子点区域。发光元件设置于第一透明基板相反于量子点区域的一侧，发光元件可产生具有特定波长范围的光线并入射至量子点区域，量子点材料可将特定波长范围的光线转换成具有其他波长范围的光线。黏着层设于发光元件外侧。

Description

光源模块及显示设备
技术领域
本发明涉及一种光源模块与显示设备，特别是涉及一种能提升信赖性的光源模块与显示设备。
背景技术
量子点(Quantum Dot，QD)是目前新一代显示器所推广的材料之一，其特性为通过调整量子点粒子大小，可以在一范围内任意调整发光波长，并且在粒径均匀性控制得宜下达到窄半高宽的发光频谱。因此，量子点应用在液晶显示器时比起传统有机发光二极管有更宽广的色域。然而，因为量子点材料为纳米材料，具有比表面积大的特性，因此相对稳定性较低，容易有不耐热、不耐光与怕水氧等问题，造成量子点的应用受到限制。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供一种光源模块以及相关的显示设备，以解决前述问题。
本发明提供了一种光源模块，包括量子点单元(quantum dot cell)、发光元件和黏着层。其中，量子点单元包含第一玻璃基板、第二玻璃基板、量子点区域以及反射性封胶(sealant)。第二玻璃基板与第一玻璃基板相对设置，第二玻璃基板具有一出光面，该出光面位于其相反于第一玻璃基板的一侧。量子点区域设于第一玻璃基板与第二玻璃基板之间，量子点区域内设置有量子点材料。反射性封胶设于第一玻璃基板与第二玻璃基板之间并环绕量子点区域，且反射性封胶的反射率范围为30％到100％，其中反射性封胶内掺杂有高反射粒子，或者反射性封胶为白色封胶。发光元件设置于第一玻璃基板相反于量子点区域的一侧，且发光元件可产生具有特定波长范围的光线并入射至量子点区域，量子点材料可将特定波长范围的光线转换成具有其他波长范围的光线。黏着层设于发光元件外侧，用以将发光元件黏贴于第一玻璃基板的表面。
本发明另提供了一种显示设备，包括一电路板与多个如上述的设置在电路板表面的光源模块，其中各光源模块包括量子点单元、发光元件和黏着层，量子点单元包含第一玻璃基板、第二玻璃基板、量子点区域以及反射性封胶，其中反射性封胶的反射率范围为30％到100％。
附图说明
图1为本发明提供的光源模块的第一实施例的剖视示意图；
图2为本发明提供的光源模块的第一实施例的俯视示意图；
图3为本发明提供的光源模块的第二实施例的剖视示意图；
图4为本发明提供的光源模块的第三实施例的剖视示意图；
图5为本发明提供的显示设备的第一实施例的剖视示意图；
图6为本发明提供的显示设备的第二实施例的剖视示意图；
图7为本发明提供的显示设备的第三实施例的剖视示意图；
图8为本发明提供的显示设备的第四实施例的剖视示意图。
附图标记说明：100-光源模块；110-量子点单元；112-第一玻璃基板；114-第二玻璃基板；114a、114b、114c、212b-出光面；116-反射性封胶；120-第一光学膜；122-第二光学膜；124-粗糙化微结构；126-抗反射层；128-光学镀膜；130-发光元件；140-黏着层；150-透镜；160-电路板；180-扩散片；200、200＇、200＂-显示设备；210-背光模块；212-导光板；212a-入光面；220-显示面板；QD、QD1、QD2、QD3-量子点区域。
具体实施方式
为使本领域技术人员进一步了解本发明，下文特列举较佳实施例，并配合所附图式，详细说明本发明的光源模块及其制作方法及所欲达成的功效。并且，本发明所述的实施例仅为说明本发明的例示，并非于任何方面用来限制本发明所主张的权利范围。
请参考图1与图2，图1为本发明提供的光源模块的第一实施例的剖视示意图，图2为本发明提供的光源模块的第一实施例的俯视示意图，其中图2省略了本发明提供的光源模块的部分元件以简化图式。如图1所示，本发明第一实施例的光源模块100包括量子点单元110、发光元件130以及黏着层140。其中，量子点单元110包括第一玻璃基板112、第二玻璃基板114、反射性封胶116以及量子点区域QD。其中，第二玻璃基板114与第一玻璃基板112相对设置，例如两者互相平行设置，且第二玻璃基板114具有一出光面114a，出光面114a位于第二玻璃基板114相反于第一玻璃基板112的一侧，即图1中第二玻璃基板114的上表面或外表面。第一玻璃基板112以及第二玻璃基板114分别为具有高抗水氧特性的基板，例如本实施例的第一玻璃基板112以及第二玻璃基板114分别为玻璃基板。量子点区域QD设置在第一玻璃基板112与第二玻璃基板114之间，且量子点区域QD内设置有量子点材料。反射性封胶116设于第一玻璃基板112与第二玻璃基板114之间并环绕量子点区域QD，且反射性封胶具有高反射率，其反射率范围为30％到100％。本实施例的反射性封胶116可以包含白色胶体材料(例如为白色封胶)，或是可掺杂有高反射粒子，例如二氧化钛、金属或其他适合用于反射的材料，但不以此为限。反射性封胶116的功能包括固定第一玻璃基板112与第二玻璃基板114的相对位置，也同时将量子点区域QD内的量子点材料封固于第一玻璃基板112与第二玻璃基板114之间。由于反射性封胶116具有高反射率，可以降低光线吸收率，将侧向光线反射回量子点区域QD内使其具有较高的光转换效率。另外，反射性封胶116的高反射率可提高光线射出出光面114a的出光率。
另外，光源模块100的发光元件130设置于第一玻璃基板112相反于量子点区域QD的一侧，亦即设置在图1中第一玻璃基板112的下表面。本实施例的发光元件130举例为发光二极管元件，其以芯片形式或封装体形式(例如包括导线架与封装层)设置。发光元件130可产生具有一特定波长范围的光线并入射至该量子点区域QD，量子点材料可将该特定波长范围的光线转换成具有其他波长范围的光线。例如，本实施例的发光元件130可为短波长的发光源(例如是蓝光发光二极管或紫外光光源)，能发出具有短波长范围的光线(例如是蓝光)，量子点材料可吸收短波长光线并将其转换成相对长波长的光线(例如是红光及/或绿光)，因此由第二玻璃基板114的出光面114a射出的光线可包含蓝光、绿光与红光，此三色光能混合成白光射出光源模块100，或是包含高比例的绿光或高比例的红光，但不以此为限。另外，黏着层140设于发光元件130的外侧，用以将发光元件130黏贴于第一玻璃基板112的表面。如图1所示，黏着层140还可包括设于发光元件130与第一玻璃基板112之间，亦即发光元件130可以不直接接触第一玻璃基板112，此设计可以更加有效地将发光元件130固定于第一玻璃基板112的下表面，并且可以利用黏着层140填充发光元件130与第一玻璃基板112之间的缝隙而避免气泡存在。根据本发明，黏着层140可以为透明胶或高反射胶层，其中高反射胶层举例为白色胶层或掺有高反射粒子的胶层等。需注意的是，若黏着层140为有色胶层或白色胶层，那么在发光元件130与量子点区域QD之间的黏着层140的厚度需要够薄，例如小于等于50um到大于等于0um，以让发光元件130所发出的光线能有效射入第一玻璃基板112与量子点区域QD。在此设计下，发光元件130与量子点区域QD之间的黏着层140还可减少经量子点材料转换后产生的光线射回发光元件130中，增加光线向出光面114b射出的比例。
本实施例的光源模块100还包括电路板160，设于发光元件130相反于第一玻璃基板112的一侧，其中电路板160举例为一印刷电路板。在本实施例中，光源模块110是通过黏着层140而固定于电路板160表面，并可利用电路板160表面的线路提供发光元件130电源。在其他实施例中，也可利用焊锡的方法将发光元件130固定于电路板160表面，但不限于此，在变化实施例中，光源模块110或发光元件130可以是用其他或是包括前述的多重方法固定在电路板160上。另外，本实施例还可选择性的包括透镜150设于第二玻璃基板114的出光面114a表面，其中透镜150为具有散光效果的透镜，能将由出光面114a入射至透镜150的光均匀化。在变化实施例中，第二玻璃基板114也可不设置透镜。根据本发明，反射性封胶116投影在第一基板112的面积为透镜150投影于第一玻璃基板112的面积的50％至200％，量子点区域QD投影在第一玻璃基板112的面积为发光元件130的发光面积投影在第一玻璃基板112的面积的50％至500％。
由于本发明中的量子点材料是被反射性封胶116封固于具有高抗水氧特性的第一玻璃基板112与第二玻璃基板114之间，因此可以有效阻绝水氧，延长量子点材料的使用寿命。并且，因为量子点材料直接邻近设置在发光元件130上方，所以能有效吸收蓝光而将其转换成其他颜色光线，例如绿光与红光，提高光线转换效率，透镜150的设置可以提高大视角光线射出的比例，增大光源模块100的发光范围，同时均匀化射出的光线。由上述可知，在本发明提供的光源模块100的结构设计下，相比于现有的量子点技术，本发明可以减少量子点材料的用量而仍提供具有相当亮度的光线。
本发明提供的光源模块及其制作方法并不以上述实施例为限。下文将继续揭示本发明的其它实施例或变化形，且各实施例之间可以互相混合搭配使用，为了简化说明并突显各实施例或变化形之间的差异，下文中使用相同标号标注相同元件，并不再对重复部分作赘述。
请参考图3，图3所示为本发明提供的光源模块的第二实施例的剖视示意图。本实施例的光源模块100主要具有类似如第一实施例的结构，且还包括选择性的第一光学膜120及选择性的第二光学膜122，用以提高光学转换效率或减少量子点材料的使用量。其中，第一光学膜120例如为短波通反射片(short pass reflector)，但不以此为限，只要是可以反射长波长的光并使短波长的光通过的膜层即可，设置于第一玻璃基板112与量子点区域QD之间，可以为单层或多层结构，例如为多层膜结构。第一光学膜120会反射波长范围从一第一波长到800纳米的光线，并使波长小于第一波长的光线通过，其中第一波长定义为比前述发光元件130所发出光线的特定波长范围的主峰波长加20纳米的波长。举例而言，本实施例的发光元件130发出的蓝光，其主峰波长为约450纳米，则第一波长为约470纳米，所以第一光学膜120可反射的光线的波长范围为470～800纳米，且可让波长范围200～470纳米的光线通过。
另一方面，第二光学膜122例如为色转换增强层(color conversionenhancelayer)，但不以此为限，只要能够反射短波长的光并使长波长的光通过的膜层即可。设置于第二玻璃基板114与量子点区域QD之间。第二光学膜122可为单层或多层结构，例如为多层膜结构，并且可反射波长范围从一第二波长到200纳米的光线，其中第二波长定义为比前述发光元件130所发出光线的特定波长范围的主峰波长加50纳米的波长，接续前述的例子，本实施例的发光元件130发出的蓝光，其主峰波长为约450纳米，则第二波长约为500纳米，所以第二光学膜122可以反射波长范围200～500纳米的光线，并且让波长范围500～800纳米的光线通过。这些被反射的光线可以在量子点区域QD中被转换为红光与绿光，以提高光线转换效率。本实施例的第一光学膜120或第二光学膜122可以为额外贴附在透明基板表面的膜层，也可利用例如物理气相沉积等镀膜工艺所形成，但不以此为限。
本实施例的光源模块100还包括一散光层，位于第二玻璃基板114的出光面114b表面。散光层可包括粗糙化微结构、棱镜微结构、增亮膜或光学镀膜的其中一种或多种，藉此可以提高量子点单元110的出光率并使光线均匀地从量子点单元110射出。本实施例的散光层以粗糙化微结构124为例，其制作方式是将第二玻璃基板114的出光面114b粗糙化，可以增大光线的射出角度，或是提高大视角光线的比例，但本发明不以此为限，例如粗糙化微结构或是棱镜微结构可以为另外贴附的光学膜。此外，散光层可设计为具有折射率渐变的结构，使折射率由接近量子点区域QD的一侧向出光面114b的一侧逐渐变小。例如，由接近量子点区域QD的一侧的折射率由1.5向出光面的一侧逐渐变小至1，但不以此为限。另外，本实施例的光源模块100还选择性地另包括一抗反射层126，抗反射层126设置于第二玻璃基板114的出光面114b表面，以避免环境光线反射影显光源模块100的显色或出光效果。
请参考图4，图4为本发明提供的光源模块的第三实施例的剖面示意图。本实施例与第二实施例的差异在于在第二玻璃基板114的出光面114c上设置有一光学镀膜128作为散光层，取代第二实施例中的粗糙化微结构。此外，本实施例的第二玻璃基板114与透镜150之间没有设置抗反射层，但在变化实施例中也可设置抗反射层。
请参考图5，图5为本发明提供的显示设备的第一实施例的剖视示意图。本实施例的显示设备200包含多个本发明提供的光源模块100，其中光源模块100可为前述任一实施例或变化实施例中的光源模块，图5以图1所示的光源模块为例。在本实施例中，各光源模块100包括量子点单元110、发光元件130以及黏着层140，各光源模块100设置于一共享电路板160表面。量子点单元110包括第一玻璃基板112、第二玻璃基板114、反射性封胶116以及量子点区域QD。并且，各光源模块100共享第一玻璃基板112与第二玻璃基板114，量子点单元220所包含的反射性封胶116在第一玻璃基板112与第二玻璃基板114之间彼此相接，且各光源模块100的黏着层140也彼此相接。
本实施例的显示设备200为自发光显示器，光源模块100中的发光元件130举例为微型发光二极管元件或有机发光二极管元件，多个光源模块100的量子点区域QD可包含不完全相同的量子点材料，例如相邻的三个光源模块100可分别具有不同粒径尺寸的量子点材料，形成量子点区域QD1、量子点区域QD2和量子点区域QD3，藉此将特定波长范围的光线分别转换成不同波长范围的光线。例如，发光元件130为紫外光(UV光)发光二极管，量子点区域QD1、量子点区域QD2和量子点区域QD3可将UV光分别转换为(但不限于)红光、绿光以及蓝光，因此这些相邻的光源模块100会分别射出不同颜色的光线。由此还可周期性地设置量子点区域QD1、量子点区域QD2和量子点区域QD3并形成阵列，以显示彩色图案或影像。
请参考图6，图6为本发明提供的显示设备200的第二实施例的剖面示意图。图6的显示设备200与图5的主要差异在于，各光源模块100彼此独立互不相接，亦即各光源模块100的第一玻璃基板112与第二玻璃基板114彼此独立，各光源模块100的反射性封胶116与黏着层140彼此独立不相接，且光源模块100的黏着层140也彼此独立不相接。在本发明中，反射性封胶116投影在第一基板112的面积为透镜150投影于第一玻璃基板112的面积的50％至200％，量子点区域QD投影在第一玻璃基板112的面积为发光元件130的发光面积投影在第一玻璃基板112的面积的50％至500％，但不以此为限。
请参考图7，图7为本发明提供的显示设备的第三实施例的剖视示意图。本实施的显示设备200’包括多个如前述实施例的光源模块100与设置在光源模块100出光侧的一显示面板220，其中显示面板220举例为非自发光面板，例如液晶显示面板或电泳显示面板，但不以此为限。本实施例的光源模块100共享第一玻璃基板112与第二玻璃基板114，其结构中各元件的相对设置方式可如图5所示，但在变化实施例中，也可具有如图6所示的结构。并且，本实施例显示设备200’还具有扩散片180，设置在显示面板220与光源模块100之间，扩散片180具有使背光源的发光分布均匀的效果，因此本实施例的光源模块100与扩散片180构成一直下式背光模块210，作为显示面板220的背光源。
请参考图8，图8为本发明提供的显示设备的第四实施例的示意图。本实施例显示设备200”包括一显示面板220与一侧光式(edge type)背光模块210，其中背光模块210包含一或多个光源模块100与一导光板212，且光源模块100可包含如前任一实施例中的光源模块100的结构。另外，导光板212具有彼此相接的一入光面212a与一出光面212b，且导光板212的入光面212a邻近于光源模块100的出光面(例如邻近图1所示的第二玻璃基板114的出光面114a)。当背光模块210包含多个光源模块100时，光源模块100可彼此平行并排，且彼此共享或不共享电路板、第一玻璃基板与第二玻璃基板，也就是说其电路板、第一玻璃基板与第二玻璃基板可以彼此独立或不独立。
由上述可知，本发明提供的光源模块主要是将量子点材料封装在具高抗水氧的透明基板之间，例如利用反射性封胶将量子点材料封装在两片玻璃基板之间，以形成量子点单元，可有效避免量子点材料因水氧问题而降低寿命，进而提高量子点单元的信赖性。另外，量子点单元直接邻近设置在发光元件的发光侧，可以提高光线入射至量子点区域的比例，再配合设置的反射性封胶与具有高反射材料的黏着层，可以有效地将光线反射回量子点区域，提高光线转换率。亦或者，在量子点单元的透明基板表面可选择性地设置光学膜层，进一步控制可穿透的光线波长或调整出光角度，也可搭配设置透镜，以使射出的光线均匀化。本发明提供的显示设备可以直接使用前述的光源模块作为自发光显示器，也可以光源模块作为直下式或侧光式背光模块的光源，提供具信赖性且亮度均匀的背光源。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光源模块，其特征在于，包括：
一量子点单元，包括：
一第一玻璃基板；
一第二玻璃基板，与该第一玻璃基板相对设置并具有一出光面，该出光面位于该第二玻璃基板相反于该第一玻璃基板的一侧；
一量子点区域，设于该第一玻璃基板与该第二玻璃基板之间，该量子点区域内设置有一量子点材料；以及
一反射性封胶，设于该第一玻璃基板与该第二玻璃基板之间并环绕该量子点区域，其中该反射性封胶的反射率范围为30％到100％，其中该反射性封胶内掺杂有高反射粒子或该反射性封胶为白色封胶；
一发光元件，设置于该第一玻璃基板相反于该量子点区域的一侧，该发光元件能够产生具有一特定波长范围的光线并入射至该量子点区域，该量子点材料能够将该特定波长范围的光线转换成具有其他波长范围的光线；以及
一黏着层，设于该发光元件外侧，用以将该发光元件黏贴于该第一玻璃基板的表面。
2.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，还包括一第一光学膜，该第一光学膜设置于该第一玻璃基板与该量子点区域之间，该第一光学镀膜能够反射波长范围为从一第一波长到800纳米的光线，其中该第一波长定义为该特定波长范围的主峰波长加20纳米的波长。
3.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，还包括一第二光学膜，该第二光学膜设置于该第二玻璃基板与该量子点材料之间，该第二光学膜能够反射波长范围为从一第二波长到200纳米的光线，其中该第二波长定义为该特定波长范围的主峰波长加50纳米的波长。
4.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，还包括：
一散光层，设置于该第二玻璃基板的该出光面表面，且该散光层包括一粗糙化微结构、一棱镜微结构或一光学镀膜；以及
一抗反射层，设置在该散光层上。
5.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，还包括一透镜，该透镜设于该第二玻璃基板的该出光面表面，其中该反射性封胶投影在该第一玻璃基板的面积为该透镜投影于该第一玻璃基板表面的面积的50％至200％。
6.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该量子点区域投影在该第一玻璃基板表面的面积为该发光元件的发光面积投影在该第一玻璃基板表面的面积的50％至500％。
7.一种显示设备，其特征在于，包括
一电路板；以及
多个光源模块，设置在该电路板表面，其中各该光源模块包括：
一量子点单元，其包括：
一第一玻璃基板；
一第二玻璃基板，与该第一玻璃基板平行相对设置并具有一出光面，该出光面位于该第二玻璃基板相反于该第一玻璃基板的一侧；
一量子点区域，设于该第一玻璃基板与该第二玻璃基板之间，该量子点区域内设置有一量子点材料；以及
一反射性封胶，设于该第一玻璃基板与该第二玻璃基板之间并环绕包围该量子点区域，其中该反射性封胶的反射率范围为30％到100％；
一发光元件，设置于该第一玻璃基板相反于该量子区域的一侧，该发光元件能够产生具有一特定波长范围的光线并入射至该量子点区域，该量子点材料能够将该特定波长范围的光线转换成具有其他波长范围的光线；以及
一黏着层，设于该发光元件外侧，用以将该发光元件黏贴于该第一玻璃基板的表面。
8.根据权利要求7所述的显示设备，其特征在于，该多个光源模块的设置方式包括下列其中一种：
该多个光源模块共享该第一玻璃基板与该第二玻璃基板，该多个光源模块的该反射性封胶彼此相接，且该多个光源模块的该黏着层彼此相接：以及
该多个光源模块的该第一玻璃基板与该第二玻璃基板彼此独立，该多个光源模块的该反射性封胶彼此独立，且该多个光源模块的该黏着层彼此独立。
9.根据权利要求7所述的显示设备，其特征在于，还包括一透镜，该透镜设于该第二玻璃基板的该出光面表面，其中该反射性封胶投影在该第一玻璃基板的面积为该透镜投影于该第一玻璃基板的面积的50％至200％。
10.根据权利要求7所述的显示设备，其特征在于，该量子点区域投影在该第一玻璃基板表面的投影面积为该发光元件的发光面积投影在该第一玻璃基板的面积的50％至500％。
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