CN113687540B - 电子装置以及显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子装置以及一种显示设备。电子装置包括光源以及光转换元件。光转换元件邻近光源设置，光转换元件具有相对的第一表面与第二表面，第一表面邻近光源，且第二表面远离光源。第一表面具有第一光泽度，第二表面具有第二光泽度，且第一光泽度小于第二光泽度。显示设备包括显示面板以及背光模块。背光模块与显示面板对应设置，且背光模块包括光源以及光转换元件。光转换元件邻近光源设置，光转换元件具有相对的第一表面与第二表面，第一表面邻近光源，且第二表面远离光源。第一表面具有第一光泽度，第二表面具有第二光泽度，且第一光泽度小于第二光泽度。

Description

电子装置以及显示设备
本申请是申请日为2017年08月30日、申请号为201710764545.3、发明名称为“电子装置以及显示设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种电子装置以及显示设备，特别涉及一种具有光转换元件的电子装置以及一种具有光转换元件的显示设备。
背景技术
近年来，液晶显示设备以及各种设置有液晶显示面板的电子产品例如手机、平板计算机、穿戴装置等均朝向薄型化的设计趋势。因此，用来提供背光源的背光模块中已大部分改为利用发光二极管(LED)取代传统的冷阴极荧光灯管(CCFL)作为光源产生器，藉此达到降低背光模块体积的目的。由于一般平面显示器中所需的背光光源多为白光光源，但目前白光发光二极管仍有色纯度不佳、结构复杂或制作成本偏高等问题需要解决，故目前亦有利用蓝光发光二极管产生的蓝光来激发光致发光材料的方式，通过混光来产生白光。光致发光材料的转换效率直接影响到背光模块的光转换效率，因此如何通过设计上的创新改变来提升转换效率实为相关领域人员所持续努力的课题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种电子装置以及显示设备，通过调整光转换元件的表面光泽度来提升光转换元件的转换效率，进而改善电子装置的光转换效率以及显示设备中背光模块的光转换效率。
本发明的一实施例提供一种电子装置，其包括光源以及光转换元件。
光转换元件邻近光源设置，光转换元件具有相对的第一表面与第二表面，第一表面邻近光源，且第二表面远离光源。第一表面具有一第一光泽度，第二表面具有一第二光泽度，且第一光泽度小于第二光泽度。
本发明的一实施例提供一种显示设备，其包括显示面板以及背光模块。背光模块与显示面板对应设置，且背光模块包括光源以及光转换元件。光转换元件邻近光源设置，光转换元件具有相对的第一表面与第二表面，第一表面邻近光源，且第二表面远离光源。第一表面具有一第一光泽度，第二表面具有一第二光泽度，且第一光泽度小于第二光泽度。
附图说明
图1为本发明第一实施例的显示设备的示意图；
图2为本发明第一实施例的背光模块的出光波长分布示意图；
图3为本发明第一实施例的第一光泽度与第二光泽度对应的转换效率的状况示意图；
图4为本发明第二实施例的显示设备的示意图；
图5为本发明第三实施例的显示设备的示意图；
图6为本发明第四实施例的显示设备的示意图；
图7为本发明第五实施例的显示设备的示意图；
图8为本发明第六实施例的显示设备的示意图；
图9为本发明第七实施例的电子装置的示意图。
附图标记说明：10-背光模块；11-光源；11A-发光单元；12-导光板；12A-侧面；12B-上表面；12C-下表面；13-基板；15-光转换元件；15A-第一层；15B-第二层；15C-第三层；19-光转换材料；20-显示面板；20S-显示面板的下表面；101-106-显示设备；201-电子装置；D1-第一方向；D2-第二方向；L1-第一光线；L2-第二光线；P1-第一波峰；P2-第二波峰；R1-第一关系线；R2-第二关系线；R3-第三关系线；S1-第一表面；S2-第二表面。
具体实施方式
为使熟习本发明相关技术领域的技术人员能了解本发明，下文特列举本发明的多个实施例，并配合附图，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。这些实施例并非用于限定本发明。此外，可理解的是，术语"包括"和/或"具有"，当在本说明书中使用时，指定了所述特征、区域、步骤、操作和/或元件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、区域、步骤、操作、元件和/或其组合的存在或增加。应当理解，当诸如层或区域的元件被称为在另一元件(或其变型)"上"或延伸到另一元件"上"时，它可以直接在另一元件上或直接延伸到另一元件上，或者还可以存在插入的元件。相反，当称一元件"直接在"另一元件(或其变型)上或者"直接"延伸到另一元件"上"时，不存在插入元件。还应当理解，当一元件被称作"耦接"到另一元件(或其变型)时，它可以直接连接到另一元件或通过一或多个元件间接地连接(例如，电性连接)到另一元件。
请参考图1。图1所示为本发明第一实施例的显示设备的示意图。如图1所示，本实施例提供一显示设备101，显示设备101包括一显示面板20以及一背光模块10。显示面板20与背光模块10对应设置。在一些实施例中，背光模块10可邻近设置于显示面板20的下表面20S，用以朝向显示面板20提供光线，显示面板20可包括液晶显示面板、电湿润(electro-wetting)显示面板或其他适合的非自发光式显示面板。在一些实施例中，显示设备101可为软性显示设备(flexible display)、触控显示设备(touch display)或曲面显示设备(curved display)，但并不以此为限。背光模块10可包括光源11以及光转换元件15，光转换元件15邻近光源11设置。在一些实施例中，光源11可包括发光二极管(light emittingdiode，LED)、微发光二极管(micro light-emitting diode，micro LED)、量子点(quantumdot)材料、荧光(fluorescence)材料、磷光(phosphor)材料、其他适合的光源或上述的组合，但并不以此为限。此外，背光模块10与显示面板20之间可视需要设置光学膜片(未绘示)，例如扩散膜、增亮膜或/及偏光片等，但并不以此为限。光转换元件15的型态可包括含有光转换材料的膜片、含有光转换材料的软性薄膜或可将光转换材料封装在容器中而形成的光转换元件，且光转换元件15可包括单层或多层材料堆栈的结构，但并不以此为限。上述的光转换材料可包括量子点(quantum dot,QD)材料、荧光(fluorescence)材料、磷光(phosphor)材料、其他适合的光致发光材料或上述材料的组合，但并不以此为限。光转换元件15具有相对的第一表面S1与第二表面S2，第一表面S1邻近光源11，且第二表面S2远离光源11。第一表面S1具有一第一光泽度，第二表面S2具有一第二光泽度，且第一光泽度小于第二光泽度。光泽度是在符合国际标准规定的条件下对材料表面的特性进行测量的物理量，而其单位可为光泽度单元(gloss unit，GU)。测量时可依据国际标准例如ISO 2813、ISO7668、ASTM D523、ASTM D2457、DIN 67530或JIS Z8741等规范进行测量。测量时所使用的光泽度计需符合至少一个上述国际标准。举例来说，测量时先用光泽度计对标准品进行校正，其中标准品(n＝1.567)的光泽度定义为100GU。然后用校正后的光泽度计对样品进行测量，光泽度计会将样品的测量结果与标准品比较换算后，即可得到样品的光泽度。在一实施例中，标准品为高度抛光且上表面平整的黑玻璃(例如barium crown glass，BaK50)，黑玻璃以钠黄光(sodium D line，波长为589.3纳米)进行测量的n值为1.567，而此黑玻璃的光泽度测量结果定义为100GU。
光转换元件15的第一表面S1可被视为光转换元件15的入光面，光转换元件15的第二表面S2可被视为光转换元件15的出光面，但并不以此为限。光源11发出的光线(例如图1中所示的第一光线L1)自光转换元件15的第一表面S1进入光转换元件15之后，可与光转换元件15中的光转换材料反应(例如激发、过滤或增强)而于光转换元件15的第二表面S2发出不同于第一光线L1的第二光线L2，藉此达到光转换的效果。举例来说，第一光线L1可为蓝光，而光转换元件15中的光转换材料可将蓝光转换成其他颜色的光(例如红光与绿光)，且部分的第一光线L1可穿透光转换元件15而与光转换元件15所转换的其他颜色的光形成混色的第二光线(例如白光)，但并不以此为限。在一些实施例中，亦可视所需的背光模块的光转换效率来调整第一光线L1的颜色或/及光转换元件15中的光转换材料来获得所需的第二光线L2。在一实施例中，光转换元件包含可将激发光线的颜色转换成另一种颜色的光转换材料，在其他实施例中，光转换元件包含可将激发光线的颜色转换成多种色光的光转换材料，视需求选择搭配光转换材料的种类和比例，但并不以此为限。光转换元件15面对光源11的第一表面S1的特性会影响第一光线L1进入光转换元件15后于光转换元件15中的光线路径，当第一表面S1的第一光泽度降低时，第一光线L1由第一表面S1进入光转换元件15的状况(例如入光路径或入光均匀性)会获得改善。另一方面，当第二表面S2的第二光泽度增加时，可使得进入光转换元件15且未被光转换材料转换的第一光线L1部分被反射而重新进入光转换元件15中增加被光转换材料转换的机会。因此，当第一表面S1的第一光泽度相对较低且第二表面S2的第二光泽度相对较高时，可使光转换元件15具有较高的转换效率，故第一光泽度须小于第二光泽度。然而，当第二表面S2的第二光泽度过高时，会使得反射的机率过高而造成出光量下降，因此第一表面S1的第一光泽度与第二表面S2的第二光泽度须有较佳的设计范围搭配。
请参考图1至图3。图2所示为本实施例的背光模块10的出光波长分布示意图，而图3所示为本实施例的第一光泽度与第二光泽度对应的转换效率的状况示意图。图2所示为第二光线L2的波长分布状况，其中第一波峰P1对应蓝光而第二波峰P2对应绿光，一转换效率R可定义为第二光线L2中绿光强度和蓝光强度的比值(例如R＝IG/IB，IG代表绿光强度，IB代表蓝光强度)。换句话说，当第一光线L1为蓝光，而光转换元件15中的光转换材料将蓝光转换成红光与绿光时，可通过上述的转换效率R来评估光转换元件15的转换表现。需说明的是，如图2所示的波长分布状况，是测量背光模块10透过光转换元件15后所发出的第二光线L2，此第二光线L2并未经过显示面板20。此外，图3是由不同的第一光泽度与第二光泽度搭配的状况下所呈现的转换效率R的表现，在一实施例中，图3的分布状况可由下列的回归方程式所呈现：
其中a0＝0.29939，a1＝-0.0025454，a2＝0.0041898，a3＝-0.00001273，a4＝-0.11051，B代表第一光泽度的数值(单位为GU)，T代表第二光泽度的数值(单位为GU)。然后，将上述回归方程式对T作偏微分后，可找出转换效率R极大值与T和B的关系，可得下列的关系式(I)：
整理关系式(I)可得：
也就是说，第二光泽度T可被视为与第一光泽度B相关的函数。接着，将a2、a3以及a4的数值代入，并考虑制程变异(例如约±15GU)，则可获得下列的关系式(II)：
其中，图3中的第一关系线R1可对应上述关系式(I)的状况，图3中的第二关系线R2与第三关系线R3之间的区域范围可对应上述关系式(II)的状况。换句话说，可依据关系式(II)来进行计算而获得可呈现较佳的转换效率的第一光泽度B与第光泽度T之间的搭配组合。换句话说，若已决定了第一光泽度B的值，则可通过上述关系式(II)计算出第二光泽度T的范围。此外，考虑上述的关系式(II)以及制程上的可行性，第一光泽度B可大于或等于35光泽度单位且小于或等于130光泽度单位，而第二光泽度T可大于或等于40光泽度单位且小于或等于135光泽度单位，但并不以此为限。第一光泽度B与第二光泽度T可藉由调整光转换元件15中包含的材料组成或设计后的第一表面S1与第二表面S2的状况以符合上述关系式(II)，藉此使光转换元件15可具有较佳的转换效率，从而可改善背光模块10的光转换效率。
下文将针对本发明的不同实施例进行说明，且为简化说明，以下说明主要针对各实施例不同的部分进行详述，而不再对相同的部分作重复赘述。此外，本发明的各实施例中相同的元件以相同的标号进行标示，用以方便在各实施例间互相对照。
请参考图4。图4所示为本发明第二实施例的显示设备102的示意图。如图4所示，与上述第一实施例不同的地方在于，本实施例的背光模块10可更包括一导光板12与光源11相邻设置，光源11可设置于导光板12的侧面12A，而至少部分光转换元件15可设置于导光板12与显示面板20之间。换句话说，导光板12的上表面12B(出光面)的法线方向可为一第二方向D2，一第一方向D1垂直于第二方向D2，光源11可于第一方向D1上设置于导光板12的至少一侧面，而光转换元件15可于第二方向D2上设置于导光板12面向显示面板20的上表面12B之上，而第二方向D2可被视为导光板12的厚度方向，但并不以此为限。因此，本实施例的背光模块可被视为一种侧入式背光模块。此外，导光板12可包括玻璃材料、聚合物材料例如压克力(聚甲基丙酰酸甲酯，PMMA)、其他可耐光源11所产生的高温的材料所形成的导光板或其他适合做为导光板的材料，但并不以此为限，且导光板12的形状可包括规则、不规则或/及不对称的形状，但并不以此为限。
请参考图5。图5所示为本发明第三实施例的显示设备103的示意图。如图5所示，与上述第一实施例不同的地方在于，本实施例的光转换元件15可包括多层结构，例如光转换元件15可包括一第一层15A、一第二层15B和一第三层15C，第二层15B可于第二方向D2上设置于第一层15A和第三层15B之间，且第二层15B中可包括一光转换材料19。在一些实施例中，光转换材料19可包括量子点材料、荧光材料、磷光材料、其他适合的光致发光材料或上述材料的组合，但并不以此为限。此外，第一层15A或第三层15C可包括一保护层，用以保护具有光转换材料19的第二层15B，但并不以此为限。在一些实施例中，第一层15A、第二层15B和第三层15C可以相同的材料形成，或者第二层15B的材料可与第一层15A或第三层15C的材料不同，但并不以此为限。在其他实施例中，第二层15B的材料可与第一层15A或第三层15C的材料具有相似的折射率，或者第二层15B的材料折射率可大于第三层15C的材料折射率，但并不以此为限。举例来说，若考虑第一层15A或第三层15C的保护效果，可以保护强度较高的材料例如聚合物(polymer)材料来形成第一层15A或第三层15C，而第二层15B则可选择较易均匀掺入光转换材料19的材料例如树脂(resin)材料来形成，但并不以此为限。此外，第一表面S1的第一光泽度以及第二表面S2的第二光泽度亦可分别通过第一层15A与第三层15C的材料搭配选择、成膜状况或/及表面状况来获得控制。
请参考图6与图7。图6所示为本发明第四实施例的显示设备104的示意图，图7所示为本发明第五实施例的显示设备105的示意图。如图6与图7所示，与上述第二实施例不同的地方在于，在一些实施例中，光转换元件15可设置于导光板12的侧面12A，且光转换元件15可于第一方向D1上设置于导光板12与光源11之间。如图6所示，在一些实施例中，光转换元件15可视需要固定在导光板12上，而光转换元件15的第二表面S2可直接接触导光板12的侧面12A，但并不以此为限。在其他实施例中，光转换元件15的第二表面S2可通过其他黏着层或其他元件固定于导光板12的侧面12A。如图7所示，在一些实施例中，光转换元件15可固定在光源11上，而光转换元件15的第一表面S1可直接接触光源11，但并不以此为限。在其他实施例中，光转换元件15的第一表面S1可通过其他黏着层或其他元件固定于光源11上。值得说明的是，在一些实施例中，光转换元件15可为薄膜型态而至少部分设置在导光板12的侧面12A的至少一部分、上表面12B的至少一部分或/及下表面12C的至少一部分上。
请参考图8。图8所示为本发明第六实施例的显示设备106的示意图。如图8所示，与上述第一实施例不同的地方在于，本实施例的背光模块10可更包括一基板13，基板13可与显示面板20对应设置，光源11可设置于基板13上，至少部分光转换元件15可设置于显示面板20与光源11之间。在一实施例中，光转换元件15可为薄膜型态或软性基板而覆盖光源11。举例来说，光源11可包括多个发光元件11A设置于基板13上，而至少部分光转换元件15可覆盖多个发光元件11A中的至少一个。在一些实施例中，基板13可包括具有反射性的单层或多层结构，但并不以此为限。基板13可为玻璃基板、印刷电路板、软性印刷电路板、软性基板、金属基板、背板或其他可承载光源11的元件，但并不以此为限。发光元件11A可例如包含发光二极管、微发光二极管、量子点材料、荧光材料、磷光材料、其他适合的光源或上述的组合，但并不以此为限。
请参考图9。图9所示为本发明第七实施例的电子装置201的示意图。如图9所示，电子装置201可包括光源11以及光转换元件15，而光转换元件15邻近光源11设置。光转换元件15具有相对的第一表面S1与第二表面S2，第一表面S1邻近光源11，且第二表面S2远离光源11。第一表面S1具有第一光泽度，第二表面S2具有第二光泽度，且第一光泽度小于第二光泽度。如上述实施例中所述，第一光泽度与第二光泽度可符合下列关系式(II)：
其中B代表第一光泽度的数值，T代表第二光泽度的数值，第一光泽度与第二光泽度的单位为光泽度单位(GU)。在一些实施例中，第一光泽度可大于或等于35光泽度单位且小于或等于130光泽度单位，而第二光泽度可大于或等于40光泽度单位且小于或等于135光泽度单位，但并不以此为限。关于光源11以及光转换元件15的相关技术特征已于上述实施例中说明，故在此并不再赘述。值得说明的是，上述第一实施例至第六实施例中的背光模块10均可被视为本发明提供的电子装置。举例来说，如图5所示，在一些实施例中，电子装置中的光转换元件可包括第一层15A、第二层15B和第三层15C，第二层15B可于第二方向D2上设置于第一层15A和第三层15B之间，且第二层15B中可包括光转换材料19。然而，本发明提供的电子装置并不限于当作显示设备的背光模块，而本发明提供的电子装置亦可视需要应用于其他的发光用途。
综上所述，在本发明提供的电子装置以及显示设备中，可利用调整光转换元件的表面光泽度状况而使得光转换元件邻近光源的第一表面的第一光泽度低于光转换元件远离光源的第二表面的第二光泽度。较低的第一光泽度可改善光线进入光转换元件的入光路径或入光均匀性，而较高的第二光泽度可使得进入光转换元件且未被光转换材料转换的光线可被反射而重新进入光转换元件中增加被光转换材料转换的机会。因此，在第一光泽度小于第二光泽度的状况下可提升光转换元件的转换效率，进而改善电子装置以及背光模块的光转换效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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 (5)

1.一种电子装置，其特征在于，包括：
一光源；
一导光板，其与该光源相邻设置，且该光源设置于该导光板的侧面；以及
一光转换元件，邻近该光源设置，该光转换元件具有相对的一第一表面与一第二表面，该第一表面邻近该光源，且该第二表面远离该光源，其中该第一表面具有一第一光泽度，该第二表面具有一第二光泽度，该第一光泽度小于该第二光泽度，且该第一光泽度与该第二光泽度符合下列关系式：
其中B代表该第一光泽度的数值，T代表该第二光泽度的数值，该第一光泽度与该第二光泽度的单位为光泽度单位，且该第一光泽度大于或等于35光泽度单位且小于或等于130光泽度单位，其中至少部分该光转换元件设置于该导光板上，
其中该光转换元件包括一第一层、一第二层和一第三层，该第二层设置于该第一层和该第三层之间，该第一表面为该第一层的表面，该第二表面为该第三层的表面，且该第二层的材料折射率大于该第三层的材料折射率。
2.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该第二光泽度大于或等于40光泽度单位且小于或等于135光泽度单位。
3.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，该第二层中包括一光转换材料。
4.如权利要求3所述的电子装置，其特征在于，该光转换材料为量子点材料。
5.如权利要求1所述的电子装置，其特征在于，更包括一显示面板，该至少部分该光转换元件设置于该导光板与该显示面板之间。
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