CN109960078A - 背光模块 - Google Patents

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Abstract

一种背光模块，包括导光板、光源以及光转换层。光源配置在所述导光板的一侧。光转换层配置在所述导光板上。所述光转换层包括光学复合材料，其包括0.1至15重量百分比的发光材料以及85至99.9重量百分比的树脂材料。所述树脂材料包括5至30重量百分比之具有硫醇基的表面活性剂。

Description

背光模块
技术领域
本发明是有关于一种光学模块，且特别是有关于一种背光模块。
背景技术
量子点(Quantum Dots)是肉眼无法看到的、极其微小的半导体纳米结构。当量子点受到光的刺激，其会发出有色光线，光线的颜色由量子点的组成材料和大小形状来决定，这一特性使得量子点能够改变光源发出的光线颜色。近年来，具有量子点的高分子复合材料已广泛使用于背光及照明等领域。
由于强光、高温、湿气、氧气、挥发性物质等外部环境因素容易影响量子点的发光效能，因此，量子点在应用上最大的挑战即为长期稳定性。也就是说，将量子点应用在背光及照明等领域中时，势必会面临到长期稳定性的问题。因此，如何提升量子点的长期稳定性已然成为一门重要的课题。
发明内容
本发明提供一种背光模块，其具有包含量子点于其中的光转换层。所述光转换层包括光学复合材料，其可改善由外部环境因素引发降解所造成的荧光猝减，并增加量子点的稳定性，进而延长背光模块的使用寿命。
本发明提供一种背光模块，包括导光板、光源以及光转换层。光源配置在所述导光板的一侧。光转换层配置在所述导光板上。所述光转换层包括光学复合材料，其包括0.1至15重量百分比的发光材料以及85至99.9重量百分比的树脂材料。所述树脂材料包括5至30重量百分比之具有硫醇基的表面活性剂。
在本发明的一实施例中，所述表面活性剂具有至少二个硫醇基。
在本发明的一实施例中，所述表面活性剂为式(I)、(II)、或(III)之化合物如下所示：
其中，R1、R2、R3、R4、R5和R6彼此相同或相异，并各自选自氢、C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C1-C20羟烷基、C1-C20烷基酯基、C2-C20烷基酮基、C1-C20烷基硫醚基和C1-C20烷氧基所构成的群组，以及R1至R6中至少二者具有硫醇基。
在本发明的一实施例中，R1至R6中至少二者是具有硫醇基的C1-C20烷基。
在本发明的一实施例中，R1至R6中至少二者是具有硫醇基的C1-C20烷基酯基。
在本发明的一实施例中，R1至R6中至少二者是具有硫醇基的C1-C20烷氧基。
在本发明的一实施例中，所述表面活性剂之至少一个硫醇基参与交联反应。
在本发明的一实施例中，所述表面活性剂之分子量介于100至1,000。
在本发明的一实施例中，所述树脂材料包括：30至50重量百分比的丙烯酸酯单体、15至30重量百分比的丙烯酸酯寡聚物、5至20重量百分比的交联剂以及1至2重量百分比的起始剂。
在本发明的一实施例中，所述光学复合材料更包括粒子，其选自二氧化钛、氧化锌、硫化锌、二氧化硅、氧化锆、三氧化二锑、氧化铝、六方白碳石、类钻碳、氯氧化铋、钛酸钡、铌酸锂钾、铌酸锂、钽酸锂、淡红银矿、聚氟烯烃、聚碳酸酯、聚苯乙烯及其任意组合所构成的群组。
在本发明的一实施例中，所述发光材料散布且嵌入于所述树脂材料中。所述发光材料包括量子点。
在本发明的一实施例中，所述光转换层包括所述光学复合材料直接接触并固化于二片基材之间，无需阻气层的保护。
在本发明的一实施例中，所述光转换层直接接触所述导光板。
在本发明的一实施例中，所述光源配置在所述导光板的一侧面，以形成侧光式(Edge-lit)结构。
在本发明的一实施例中，所述导光板具有入光面，导光板的雾度由邻近入光面至远离入光面逐渐递增。
在本发明的一实施例中，所述光源配置在所述导光板的底面，以形成直下式(Direct-lit)结构。
在本发明的一实施例中，所述背光模块更包括：反射层，配置在导光板下方，以将所述光源所发射的光反射至所述光转换层中。
基于上述，本发明之背光模块包括光转换层。所述光转换层包括光学复合材料，其包括具有量子点的发光材料、树脂材料以及具有硫醇基的表面活性剂。所述硫醇基可与量子点反应，以形成稳定性较佳的光学复合材料。因此，本发明之光转换层可有效地阻挡湿气、氧气、挥发性物质等外部环境因素，藉此提升量子点的稳定性。换言之，本发明之背光模块的光转换层不需要包含任何阻气层(例如类钻炭薄膜、氧化硅层、氧化钛层、氧化铝层、氮化硅层等)，亦不需要任何阻气层介于光转换层与导光板之间，即可避免外部环境因素影响量子点的稳定性，进而延长背光模块的使用寿命。
另外，由于本发明之背光模块不需要任何阻气层，因此本发明可减少制造成本，进而提升产品的商业竞争力。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明一实施例的一种光学复合材料的示意图。
图2是依照本发明一实施例的一种形成光学复合材料的方法的流程图。
图3是依照本发明的第一实施例的一种背光模块的剖面示意图。
图4是依照本发明的第二实施例的一种背光模块的剖面示意图。
图5是实施例1与对照例2的光学膜的发光强度与时间的关系图。
符号说明
10：光学复合材料
12：发光材料
14：树脂材料
100、200：背光模块
102：导光板
102a：出光面
102b：背面
102s：入光面
104、204：光源
106：光转换层
108：反射层
110：液晶面板
L：光
S1、S2：步骤
具体实施方式
参照本实施例之图式以更全面地阐述本发明。然而，本发明亦可以各种不同的形式体现，而不应限于本文中所述之实施例。图式中的层与区域的厚度会为了清楚起见而放大。相同或相似之标号表示相同或相似之组件，以下段落将不再一一赘述。
图1是依照本发明一实施例的一种光学复合材料的示意图。图2是依照本发明一实施例的一种形成光学复合材料的方法的流程图。
请参照图1与图2，进行步骤S1，混合发光材料与树脂材料，以形成一混合物。之后，进行步骤S2，固化所述混合物，以形成光学复合材料10。如图1所示，光学复合材料10包括发光材料12散布且嵌入于树脂材料14中。
在一实施例中，固化所述混合物的方法包括以卷对卷工艺(roll-to-rollprocess)，将所述混合物填入二片聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)基材之间，再照射紫外光，以形成一光学膜。但本发明不以此为限，在替代实施例中，亦可将所述混合物点于芯片(chip)上，再照射紫外光，以形成一光学点状结构。在其他实施例中，亦可将所述混合物填充在中空管中，再照射紫外光，以形成一光学柱状结构。也就是说，本实施例的光学复合材料10可依据实际需求来形成不同形状或不同结构，例如点状结构、线状结构、膜状结构、立方体结构、圆柱状结构、三角柱状结构、半球体结构或其组合。
以下将根据图1的光学复合材料10详细说明。
在一实施例中，发光材料12的含量为0.1至15重量百分比。发光材料12包括发光纳米材料，例如量子点。具体来说，所述量子点包括核、核-壳、核-多壳、核-合金层-壳、核-合金层-多壳或其组合。所述量子点的粒径或尺寸可依据需求(例如发出不同颜色的可见光)来调整，本发明不限于此。
在一实施例中，所述“核”可例如是选自由CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、GaN、GaP、GaAs、InP、InAs、InSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、SiC、Fe、Pt、Ni、Co、Al、Ag、Au、Cu、FePt、Si、Ge、PbS、PbSe、PbTe及其合金所构成之群组中的至少一者。在一实施例中，所述“壳”例如是选自由ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、GaSe、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb、PbS、PbSe、PbTe及其合金所构成之群组中的至少一者。所述核或所述壳可依据不同需求而选定，本发明不以此为限。
在一实施例中，树脂材料14的含量为85至99.9重量百分比。具体来说，树脂材料14包括：30至50重量百分比的丙烯酸酯单体、15至30重量百分比的丙烯酸酯寡聚物、5至30重量百分比之具有硫醇基的表面活性剂、5至20重量百分比的交联剂以及1至2重量百分比的起始剂。在替代实施例中，所述表面活性剂的含量小于所述丙烯酸酯单体的含量。
在一实施例中，丙烯酸酯单体的分子量可介于100至1,000之间。丙烯酸酯单体可选自甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、甲基丙烯酸乙酯(ethyl methacrylate)、甲基丙烯酸异丙酯(isopropyl methacrylate)、甲丙烯酸正丁酯(n-butyl methacrylate)、甲基丙烯酸异丁酯(isobutylmethacrylate)、甲基丙烯酸第四丁酯(tert-butylmethacrylate)、甲基丙烯酸正戊酯(n-amyl methacrylate)、甲基丙烯酸异戊酯(isoamylmethacrylate)、甲基丙烯酸正己酯(n-hexyl methacrylate)、甲基丙烯酸十三酯(tridecyl methacrylate)、甲基丙烯酸十八酯(stearyl methacrylate)、甲基丙烯酸癸酯(decyl methacrylate)、甲基丙烯酸十二酯(dodecyl methacrylate)、甲氧二乙烯乙二醇甲基丙烯酸酯(methoxydiethylene glycol methacrylate)、聚丙烯乙二醇甲基单丙烯酸酯(polypropylene glycol monomethacrylate)、苯基甲基丙烯酸酯(phenylmethacrylate)、苯氧乙基甲基丙烯酸酯(phenoxyethyl methacrylate)、甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯(tetrahydrofurfuryl methacrylate)、甲基丙烯酸第四丁环己酯(tert-butylcyclohexyl methacrylate)、甲基丙烯酸二十二酯(behenyl methacrylate)、甲基丙烯酸二环戊酯(dicyclopentanyl methacrylate)、甲基丙烯酸二环戊烯氧乙酯(dicyclopentenyloxyethyl methacrylate)、甲基丙烯酸2-乙基己酯(2-ethylhexylmethacrylate)、甲基丙烯酸辛酯(octyl methacrylate)、甲基丙烯酸异辛酯(isooctylmethacrylate)、甲基丙烯酸正癸酯(n-decyl methacrylate)、甲基丙烯酸异癸酯(isodecyl methacrylate)、甲基丙烯酸十二酯(lauryl methacrylate)、甲基丙烯酸十六酯(hexadecyl methacrylate)、甲基丙烯酸十八酯(octadecyl methacrylate)、苯甲基甲基丙烯酸酯(benzyl methacrylate)、2-苯基乙基甲基丙烯酸酯(2-phenylethylmethacrylate)、2-苯氧乙基甲基丙烯酸酯(2-phenoxyethyl acrylate)、环三羟甲丙烷甲醛丙烯酸酯(cyclic trimethylolpropane formal acrylate)、甲基丙烯酸环己酯(cyclohexyl methacrylate)以及4-叔丁基环己基丙烯酸酯(4-tert-butylcyclohexylacrylate)所构成之群组。但本发明不以此为限，在其他实施例中，可依据不同需求而依据文献选择适当之丙烯酸酯单体。
在一实施例中，丙烯酸酯寡聚物的分子量可介于200至10,000之间。丙烯酸酯寡聚物可例如是新戊基乙二醇丙氧二丙烯酸酯(neopentyl glycol propoxylatediacrylate)、二乙烯乙二醇二甲基丙烯酸酯(diethylene glycol dimethacrylate)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(1,6-hexanedioldiacrylate)、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯(1,6-hexanediol dimethacrylate)、1,12-十二烷二醇二甲基丙烯酸酯(1,12-dodecanedioldimethacrylate)、三烯丙基三聚异氰酸(triallyl isocyanurate)或聚乙烯乙二醇二甲基丙烯酸酯(polyethylene glycoldimethacrylate)。但本发明不以此为限，在其他实施例中，可依据不同需求而依据文献选择适当之丙烯酸酯寡聚物。
在一实施例中，所述表面活性剂具有至少二个硫醇基。在其他实施例中，所述表面活性剂可以是具有多硫醇基的化合物。
在替代实施例中，所述表面活性剂为式(I)、(II)或(III)之化合物如下所示：
其中，R1、R2、R3、R4、R5和R6彼此相同或相异，并各自选自氢、C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C1-C20羟烷基、C1-C20烷基酯基、C2-C20烷基酮基、C1-C20烷基硫醚基和C1-C20烷氧基所构成之群组，以及R1至R6中至少二者具有硫醇基。
在一实施例中，C1-C20烷基可为直链或支链烷基。C1-C20烷基可例如是甲基、乙基、丙基、正丁基、异丁基、戊基、己基、庚基或其近似基团；但本发明不限于此。
在一实施例中，C2-C20烯基可为直链或支链烯基。C2-C20烯基可例如是乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基或其近似基团；但本发明不限于此。
在一实施例中，C2-C20炔基可为直链或支链炔基。C2-C20炔基可例如是乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、庚炔基或其近似基团；但本发明不限于此。
在一实施例中，C1-C20羟烷基可为直链或支链羟烷基。C1-C20羟烷基可例如是羟甲基、羟乙基、羟丙基、羟丁基、羟戊基、羟己基、羟庚基或其近似基团；但本发明不限于此。
在一实施例中，C1-C20烷基酯基可为直链或支链烷基酯。C1-C20烷基酯基可例如是甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、戊酸甲酯、己酸甲酯、庚酸甲酯或其近似基团；但本发明不限于此。
在一实施例中，C2-C20烷基酮基可为直链或支链烷基酮。C2-C20烷基酮基可例如是乙基丙酮、乙基丁酮、甲基戊酮、甲基己酮、甲基庚酮、甲基辛酮或其近似基团；但本发明不限于此。
在一实施例中，C1-C20烷基硫醚基可为直链或支链烷基硫醚。C1-C20烷基硫醚基可例如是二甲基氢硫基、二乙基氢硫基、乙基丙基氢硫基、甲基丁基氢硫基、丁基氢硫基、甲基戊基氢硫基、甲基己基氢硫基、甲基庚基氢硫基或其近似基团；但本发明不限于此。
在一实施例中，C1-C20烷氧基可为直链或支链烷氧基。C1-C20烷氧基可例如是甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基或其近似基团；但本发明不限于此。
在另一实施例中，所述表面活性剂系上式(I)、(II)或(III)，其中R1至R6至少二者是具有硫醇基之C1-C20烷基。例如，R1和R2均为具有硫醇基之C1-C20烷基；R1、R2和R3均为具有硫醇基之C1-C20烷基；R1、R2、R3和R4均为具有硫醇基之C1-C20烷基；R1、R3、R4和R6均为具有硫醇基之C1-C20烷基；或R1、R4、R5和R6均为具有硫醇基之C1-C20烷基。
在又一实施例中，所述表面活性剂系上式(I)、(II)或(III)，其中R1至R6至少二者是具有硫醇基之C1-C20烷基酯基。例如，R1和R2均为具有硫醇基之C1-C20烷基酯基；R1、R2和R3均为具有硫醇基之C1-C20烷基酯基；R1、R2、R3和R4均为具有硫醇基之C1-C20烷基酯基；R1、R3、R4和R6均为具有硫醇基之C1-C20烷基酯基；或R1、R4、R5和R6均为具有硫醇基之C1-C20烷基酯基。
在替代实施例中，所述表面活性剂系上式(I)、(II)或(III)，其中R1至R6至少二者是具有硫醇基之C2-C20烷基酮基。例如，R1和R2均为具有硫醇基之C2-C20烷基酮基；R1、R2和R3均为具有硫醇基之C2-C20烷基酮基；R1、R2、R3和R4均为具有硫醇基之C2-C20烷基酮基；R1、R3、R4和R6均为具有硫醇基之C2-C20烷基酮基；或R1、R4、R5和R6均为具有硫醇基之C2-C20烷基酮基。
在其他实施例中，所述表面活性剂系上式(I)、(II)或(III)，其中R1至R6至少二者是具有硫醇基之C1-C20烷基硫醚基。例如，R1和R2均为具有硫醇基之C1-C20烷基硫醚基；R1、R2和R3均为具有硫醇基之C1-C20烷基硫醚基；R1、R2、R3和R4均为具有硫醇基之C1-C20烷基硫醚基；R1、R3、R4和R6均为具有硫醇基之C1-C20烷基硫醚基；或R1、R4、R5和R6均为具有硫醇基之C1-C20烷基硫醚基。
在其他实施例中，所述表面活性剂系上式(I)、(II)或(III)，其中R1至R6至少二者是具有硫醇基之C1-C20烷氧基。例如，R1和R2均为具有硫醇基之C1-C20烷氧基；R1、R2和R3均为具有硫醇基之C1-C20烷氧基；R1、R2、R3和R4均为具有硫醇基之C1-C20烷氧基；R1、R3、R4和R6均为具有硫醇基之C1-C20烷氧基；或R1、R4、R5和R6均为具有硫醇基之C1-C20烷氧基。
在具体实施例中，所述表面活性剂可以是化合物，其选自1,3-丙二硫醇(propanedithiol)、2,2’-硫二乙硫醇(thiodiethanethiol)、1,3-苯二硫醇(benzenedithiol)、1,3-苯二甲硫醇(benzenedimethanethiol)、二巯基乙酸乙二醇酯(glycol dimercaptoacetate)、三羟甲丙烷三巯基乙酸(trimethylolpropanetrimercaptoacetate)、三[2-(3-巯基丙酸基)乙基]异氰尿酸酯(tris[2-(3-mercaptopropionyloxy)ethyl]isocyanurate)所构成之群组；但本发明不限于此。
在一实施例中，所述表面活性剂的分子量介于100至1,000之间。在替代实施例中，所述表面活性剂的分子量介于100至500之间。
值得注意的是，所述表面活性剂可增加发光材料12(例如量子点)对于外部环境因素的抵抗能力。此外，由于所述表面活性剂具有多个硫醇基，所述硫醇基并不全部与量子点反应，其可与光学复合材料10中其他化合物交联，因而形成较稳定的光学膜。换言之，本实施例之表面活性剂的一部分硫醇基与量子点反应，所述表面活性剂的另一部分硫醇基则是与其他化合物交联。因此，相较于习知的光学复合材料(其使用胺类化合物)，本实施例所形成的光学膜的稳定性较佳。也就是说，即便所述光学膜被光线照射或与外部干扰因子接触例如水、湿气、氧气或其他，所述外部干扰因子并不会影响光学膜的功能，其有效地避免了使用阻隔材料的需求。
在一实施例中，所述交联剂可为、但不限于适当之丙烯酸基化合物，其分子量介于100至2,000之间。所述交联剂之例示可为4-羟丁基丙烯酸酯(4-hydroxybutyl acrylate)、4-羟丁基丙烯酸酯环氧丙基醚(4-hydroxybutyl acrylate glycidylether)、邻苯二甲酸二烯丙酯(diallyl phthalate)、1,4-环己烷二甲醇单丙烯酸酯(1,4-cyclohexanedimethanol monoacrylate),三甲基烯丙基三聚异氰酸(trimethallyl isocyanurate)、或[2[1,1-二甲基-2-[(1-侧氧丙烯)甲氧]乙基]-5-乙基-1,3-二恶-5-基]甲基丙烯酸酯。
在一实施例中，所述起始剂可为光起始剂或热起始剂。在本实施例中，用于光学复合材料10之示例可以是光起始剂。也就是说，本实施例之光学复合材料10可简单地藉由照射光线而于最小固化时间内得到。在其他实施例中，所述起始剂可包括但不限于：安息香醚、苯甲酮、a-二烷氧-苯乙酮(a-dialkoxy-acetophenones)、a-胺-苯烷酮(a-amino-alkylphenones)、酰膦氧化物(acylphosphine oxides)、二苯基酮(benzophenones)、噻吨酮(thioxanthones)、二茂钛(titanocenes)、1-羟-环己基-苯基-酮(1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone)、2-羟-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone)、2-羟-1-[4-(2-羟乙氧)苯基]-2-甲基-1-丙酮(2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1-propanone)、苯甲酰甲酸甲酯(methylbenzoylformate)、氧-苯基-乙酸(oxy-phenyl-acetic acid)、2-[2-侧氧-2苯基-乙酰氧-乙氧]-乙酯(2-[2oxo-2phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester)、氧-苯基-乙酸2-[2-羟-乙氧]-乙醚(oxy-phenyl-acetic 2-[2-hydroxy-ethoxy]-ethyl ester)、α-二甲氧-α-苯基苯乙酮(alpha-dimethoxy-alpha-phenylacetophenone)、2-苯甲基-2-(二甲基胺)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(2-benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone)、2-甲基-1-[4-(甲基硫)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮(2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-(4-morpholinyl)-1-propanone)、和(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide)。
在一实施例中，光学复合材料10还包括粒子，其含量低于发光材料12与树脂材料14之总和。所述粒子系选自二氧化钛、氧化锌、硫化锌、二氧化硅、氧化锆、三氧化二锑、氧化铝、六方白碳石(Lonsdaleite)、类钻碳、氯氧化铋(BiOCl)、钛酸钡、铌酸锂钾、铌酸锂、钽酸锂、淡红银矿(proustite)、聚氟烯烃(polyfluoro-olefin)、聚碳酸酯、聚苯乙烯及其任意组合所构成的群组。所述粒子的粒径可介于1至30微米。所述粒子可用于散射入射光，增加入射光和发光材料12反应的机率，藉此增加发光材料12对于入射光之吸收和转换效率。所述粒子亦用于散射发射光，增加发射光和光学复合材料10(例如光学膜)表面互动之机率，藉此增加所述光学复合材料10的发光效率。
本发明另提供一种光学膜，其包括:0.1至15重量百分比的发光材料；5至30重量百分比的具有至少二个硫醇基的表面活性剂；30至50重量百分比的丙烯酸酯单体；15至30重量百分比的丙烯酸酯寡聚物；5至20重量百分比的交联剂；以及1至2重量百分比的起始剂。
图3是依照本发明的第一实施例的一种背光模块的剖面示意图。
请参照图3，本实施例之背光模块100包括导光板102、光源104、光转换层106以及反射层108。导光板102具有出光面102a、背面102b以及入光面102s，其中出光面102a相对于背面102b，入光面102s连接于出光面102a与背面102b之间。在一实施例中，如图3所示，导光板102的剖面图呈一三角形，导光板102的出光面102a与背面102b的延伸方向夹一锐角A。在替代实施例中，导光板102的剖面图亦可以是矩形、梯形或其他合适的形状。在一实施例中，导光板102中的导光介质(medium)可包括透明塑料、玻璃或者是可用来导光的材料。在替代实施例中，导光板102可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)或是其他合适材料。在其他实施例中，导光板102的雾度由邻近入光面102s至远离入光面102s逐渐递增。于此，所谓雾度(Haze)是指偏离入射方向2.5度角以上的部分透射光束的光强度占总透射光束的光强度的百分比，其可用来评定透明介质的散射情形。也就是说，所述透明介质的雾度愈大，其光泽与透明度(或成像度)愈低。反之，所述透明介质的雾度愈小，其光泽与透明度(或成像度)愈高。
光源104配置在导光板102的入光面102s处，以形成侧光式(Edge-lit)结构。在一实施例中，光源104可以是发光二极管(light emitting diode，LED)，或其他适当的发光组件。光源104可发出白光或是特定波长的光(例如蓝光、红光等)。以蓝光为例，光源104发出的蓝光L进入导光板102后，藉由导光板102的全反射而在导光板102内传递，并通过出光面102a到达光转换层106。接着，光源104发出的蓝光L被光转换层106部分地转换为红光和绿光，使蓝光L、红光和绿光混合成白光而传递至光转换层106上的液晶面板110。液晶面板110的组成与配置已为光学领域中具有通常知识者所习知，于此便不再详述。
光转换层106配置在导光板102的出光面102a上。具体来说，光转换层106包括上述光学复合材料10。由于光学复合材料10已于上述段落详述过，于此便不再赘述。在一实施例中，光转换层106的形成方法可例如是将光学复合材料10点在导光板102的出光面102a上，再固化光学复合材料10。因此，仅由固化的光学复合材料10所形成的光转换层106可直接接触导光板102。但本发明不以此为限，在其他实施例中，亦可利用卷对卷工艺或是利用模具填充方式将光学复合材料10塑型并固化在二片基材(例如是PET基材)之间，以形成光转换层106。也就是说，光转换层106可包括二片PET基材与夹置(或直接接触)在二片PET基材之间的光学复合材料10。之后，再将光转换层106配置在导光板102的出光面102a上。
值得一提的是，由于光学复合材料10可有效地阻挡湿气、氧气、挥发性物质等外部环境因素，因此，含有光学复合材料10的光转换层106不需要包含其他阻气层(例如类钻炭薄膜、氧化硅层、氧化钛层、氧化铝层、氮化硅层等)，亦不需要其他阻气层介于光转换层106与导光板102之间。换言之，本实施例之光转换层106可避免外部环境因素影响量子点的稳定性，进而延长背光模块100的使用寿命。另外，少了阻气层，本发明可减少制造成本，进而提升产品的商业竞争力。
反射层108配置在导光板102的背面102b，以将光源104所发射的光L反射至光转换层106中，藉此提升光转换层106的发光效能。在一实施例中，反射层108的材料包括具反射效果的金属材料，例如是金、银、铝、铜或其他合适的金属材料。虽然图3中的反射层108仅配置在导光板102的背面102b与光转换层106的一侧，但本发明不以此为限。在其他实施例中，反射层108亦可覆盖光源104、导光板102的入光面102s以及光转换层106的另一侧，以防止光L的外泄。
图4是依照本发明的第二实施例的一种背光模块的剖面示意图。
请参照图4，第二实施例的背光模块200与第一实施例的背光模块100相似。上述两者不同之处在于：背光模块200的光源204配置在导光板102的背面102b，以形成直下式(Direct-lit)结构。
以下，列举本发明的实施例以更具体对本发明进行说明。然而，在不脱离本发明的精神，可适当地对以下的实验例中所示的材料、使用方法等进行变更。因此，本发明的范围不应以以下所示的实施例来限定解释。
实施例1
首先，混合表1中全部成分，以形成一混合物，再将所述混合物于黑暗中超音波震荡30至90分钟，使得CdSe/ZnS量子点均匀分散于所述混合物中。之后，以卷对卷工艺，将所述混合物填入二片聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材之间，再照射紫外光(370纳米，400瓦，1分钟)，以形成一光学膜。
表1
实施例2
在实施例2中，除了所述光学复合材料的成分及其比例与实施例1中不同之外，所述光学复合材料的形成方法与实施例1的形成方法相同。
实施例2的光学复合材料的成分及其比例如下表2所示。
表2
前述成分依据表2所提供的比例混合后，将所述光学复合材料点于蓝光(450纳米)LED芯片上，再照射紫外光(370纳米，400瓦，3分钟)固化。
实施例3
在实施例3中，除了所述光学复合材料的成分及其比例与实施例1中不同之外，所述光学复合材料的形成方法与实施例1的形成方法相同。
实施例3的光学复合材料的成分及其比例如下表3所示。
表3
前述成分混合后，所形成的混合物填充至外径为16毫米、内径为13毫米的透明丙烯酸管，再照射紫外光(370纳米，400瓦，3分钟)固化。
由实施例1-3可知，本发明可利用不同方式来形成光学复合材料，且所述光学复合材料可依据实际需求来形成不同形状或不同结构，例如点状结构、线状结构、膜状结构、立方体结构、圆柱状结构、三角柱状结构、半球体结构或其组合。另外，固化后，可依据实际需求选择性地增加另一步骤：自基板或模具上移除经固化的光学复合材料。
稳定性测试
为确认该光学复合材料在高温高湿环境的稳定性，以实施例1所制备的光学复合材料来进行环境测试。制备完成后的光学膜于65℃、相对湿度95％之环境放置1,000小时。前述期间于指定间隔时间点，使用CS-100色度亮度计(Konica Minolta)测量所述光学膜于背光模块中的发光度。
实施例1的测试结果如图5所示，其显示出即便无阻隔材料隔离湿气或氧气，置放于高温高湿环境约1,000小时后，实施例1的具有量子点的光学膜的发光能力仍无降低。也就是说，本发明之光学复合材料可改善和/或避免量子点稳定性的问题，而不需要使用阻隔材料。
对照例1
将市售量子点光学膜亦放置于65℃、相对湿度95％的环境，作为对照组。因市售量子点光学膜具有阻气层保护量子点，市售量子点光学膜可于前述环境(65℃、相对湿度95％)维持其发光能力至少1,000小时(本案无揭露)。
对照例2
将市售量子点光学膜的上、下两片阻气膜拆除，以获得没有阻气膜保护的市售量子点光学膜。将没有阻气膜的市售量子点光学膜储存于65℃，相对湿度95％的环境中放置1,000小时。前述期间于指定间隔时间点，使用CS-100色度亮度计(KonicaMinolta)测量所述光学膜于背光模块中的发光度。
对照例2的测试结果如图5所示。置放于高温高湿的环境约1000小时之后，没有阻气膜的市售量子点光学膜的放光能力明显降低。也就是说，在同样没有阻气层的保护的情况下，本发明的光学复合材料的稳定性较佳。
对照例3
为测试具有硫醇基的表面活性剂对光学复合材料性质的影响，混合不具有表面活性剂的光学复合材料(同实施例1的步骤，但不加入表面活性剂)，之后照射紫外光(370奈米，400瓦)固化。实施例1的CdSe/ZnS量子点可以均匀的分散于具有表面活性剂的光学复合材料之中，并且在照射紫外光1分钟后完全固化。但对照例3的CdSe/ZnS量子点无法均匀分散于不具有表面活性剂的光学复合材料之中，而且紫外光照射1小时之后依然无法完全固化。换言之，相较于对照例3之不具有表面活性剂的光学复合材料，实施例1之具有表面活性剂的光学复合材料的成膜性与量子点的分散性更好。
综上所述，本发明之背光模块包括光转换层。所述光转换层包括光学复合材料，其包括具有量子点的发光材料、树脂材料以及具有硫醇基的表面活性剂。所述硫醇基可与量子点反应，以形成稳定性较佳的光学膜。因此，本发明之光转换层可有效地阻挡湿气、氧气、挥发性物质等外部环境因素，藉此提升量子点的稳定性。换言之，本发明之背光模块的光转换层不需要包含任何阻气层(例如类钻炭薄膜、氧化硅层、氧化钛层、氧化铝层、氮化硅层等)，亦不需要任何阻气层介于光转换层与导光板之间，即可避免外部环境因素影响量子点的稳定性，进而延长背光模块的使用寿命。
另外，由于本发明之背光模块不需要任何阻气层，因此，本发明可减少制造成本，进而提升产品的商业竞争力。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (16)

1.一种背光模块，其特征在于，包括：
导光板；
光源，配置在所述导光板的一侧；以及
光转换层，配置在所述导光板上，所述光转换层包括光学复合材料，所述光学复合材料包括：
0.1至15重量百分比的发光材料；以及
85至99.9重量百分比的树脂材料，其包括5至30重量百分比之具有硫醇基的表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述表面活性剂具有至少二个硫醇基。
3.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述表面活性剂为式(I)、(II)、或(III)之化合物如下所示：
其中，R1、R2、R3、R4、R5和R6彼此相同或相异，并各自选自氢、C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C1-C20羟烷基、C1-C20烷基酯基、C2-C20烷基酮基、C1-C20烷基硫醚基和C1-C20烷氧基所构成之群组，以及R1至R6中至少二者具有硫醇基。
4.根据权利要求3所述的背光模块，其特征在于，所述R1至R6中至少二者是具有硫醇基之C1-C20烷基。
5.根据权利要求3所述的背光模块，其特征在于，所述R1至R6中至少二者是具有硫醇基之C1-C20烷基酯基。
6.如权利要求3所述的背光模块，其特征在于，所述R1至R6中至少二者是具有硫醇基之C1-C20烷氧基。
7.根据权利要求3所述的背光模块，其特征在于，所述表面活性剂之至少一个硫醇基参与交联反应。
8.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述表面活性剂之分子量介于100至1,000之间。
9.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述树脂材料更包括：
30至50重量百分比的丙烯酸酯单体；
15至30重量百分比的丙烯酸酯寡聚物；
5至20重量百分比的交联剂；以及
1至2重量百分比的起始剂。
10.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述光学复合材料更包括粒子，其选自二氧化钛、氧化锌、硫化锌、二氧化硅、氧化锆、三氧化二锑、氧化铝、六方白碳石、类钻碳、氯氧化铋、钛酸钡、铌酸锂钾、铌酸锂、钽酸锂、淡红银矿、聚氟烯烃、聚碳酸酯、聚苯乙烯及其任意组合所构成的群组。
11.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述发光材料散布且嵌入于所述树脂材料中，所述发光材料包括量子点。
12.根据权利要求1，所述的背光模块，其特征在于，所述光转换层包括所述光学复合材料直接接触并固化于二片基材之间，无需阻气层的保护。
13.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述光转换层直接接触所述导光板。
14.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述光源配置在所述导光板的一侧面，以形成侧光式结构。
15.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述光源配置在所述导光板的底面，以形成直下式结构。
16.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，更包括：
反射层，配置在导光板下方，以将所述光源所发射的光反射至所述光转换层中。
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