TW201510580A - 具濾波功能的背光模組及包含其之顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本創作之具濾波功能的背光模組包含光學組件及一光源組件：光學組件包含一擴散片、一稜鏡片及一濾波膜片，其中，濾波膜片包含有藍光吸收材料；本創作係將可過濾藍部份波長之材料直接整合於顯示裝置之背光模組內，除提升原有背光模組之光學特性外，更可直接降低顯示裝置之背光模組之光源所產生的藍光之能量，使人眼在接收顯示裝置之影像時，能於不額外配戴保護眼鏡之情形下，即能免於藍光對人眼的傷害，則較為安全、便利且舒適。

Description

具濾波功能的背光模組及包含其之顯示裝置
本創作係關於一種背光模組，尤指一種具有濾波功能的背光模組。本創作另關於一種包含該背光模組之顯示裝置。
有科學家研究指出：屬於可見光的藍光，其波長介於400至500奈米(nm)之間，其會被人類眼睛的水晶體及視網膜之黃斑部吸收，進而對眼鏡造成不可逆的傷害。而於相關研究中係已證實人眼接收高能短波時，人眼之脂褐質發色團(N-retinylidene-N-retinylethanolamine，A2E)在藍光下有最大激發，由該激發引起之光化學反應將引起視網膜之黃斑部處的色素上皮(retinal pigment epithelinm，RPE)層細胞死亡，該研究更證明若阻斷藍光位於430±30奈米(nm)之波段能量的50%，則由藍光所引起的視網膜色素上皮層細胞死亡率能減少約80%。
近年來，由於人們對於資訊的渴望，製造商不斷開發並推出各種新穎的顯示裝置，以透過視覺傳達各種資訊並滿足人們的渴望。然而，隨著顯示裝置的普及及大量使用，因眼睛不適、疲勞及黃斑部病變的患者亦與日俱增，此係由於市面上之背光顯示屏幕，諸如以螢光、發光二極體(light emitted diode，LED)作為背光模組之光源的顯 示裝置等，都含有藍光，長久使用下，終將對眼睛造成傷害。
為了減少藍光對視網膜之色素上皮層細胞的破壞，各種不同能濾掉藍光的眼球保護裝置被設計發明並應用於實際用途。例如美國專利第69554305號，在眼鏡鏡片上(如：太陽眼鏡、平光眼鏡、護目鏡及隱形眼鏡)塗佈選擇性吸收藍、紫光之材料，以減弱藍光對人眼之傷害。又如美國專利第7278737號，則利用外加濾片於眼鏡鏡片上，對特定波長之藍光進行過濾，如：420至450奈米(nm)。
然而，以上專利皆是於顯示器外部透過眼鏡鏡片或濾片對藍光之波段進行過濾，雖然可濾掉部份對眼睛有傷害之藍光，但使用者於觀看顯示裝置時必須配戴眼鏡鏡片或濾片而相當不便，且長時間配戴下往往造成使用者的不舒適感，且此種做法於觀賞時，皆會對顯示影像之色彩度造成影響。
有鑑於上述現有技術之缺點，本創作之目的在於提供一種具濾波功能的背光模組及顯示裝置，使人眼在接收顯示裝置之影像時，不需額外配戴保護眼鏡，便可避免藍光對人眼造成傷害，進而提升觀賞者使用顯示裝置之便利性與舒適性，並維持顯示影像之高色彩飽和度。
為了可達到前述之創作目的，本創作所採取之技術手段係提供一種具濾波功能的背光模組，其包含：一光學組件，其中包含有一擴散片、一稜鏡片及一濾波膜片，該擴散片具有位置相對的兩側，該稜鏡片位於該 擴散片之一側，該濾波膜片位於該擴散片之其中一側，該濾波膜片包含有一藍光吸收材料；一光源組件，係位於該光學組件之一側，且該光源組件與該光學組件之稜鏡片分別位於該擴散片之兩側。
為了可達到前述之創作目的，本創作所採取之另一技術手段係令該顯示裝置，其中包含：一顯示面板，係包含有一影像色彩調校與控制晶片；以及所述的具濾波功能的背光模組，係設置於該顯示面板之一側；其中，該影像色彩調校與控制晶片對該具濾波功能的背光模組所呈現之發光頻譜分佈特性進行色彩曲線調校。
本創作係將可過濾藍光之該藍光吸收材料直接整合於該顯示裝置之背光模組內，除提升原有背光模組之光學特性外，更可直接降低該顯示裝置之背光模組之光源所產生的藍光之能量，使人眼在接收該顯示裝置之影像時，能於不額外配戴保護眼鏡之情形下，即能免於藍光對人眼的傷害，則較為安全、便利且舒適，並藉由影像色彩調校控制晶片保持顯示影像之高色飽和度。
本創作中，所述「藍光」係指光線中波長介於400至500奈米(nm)之間的部份，所述「藍光吸收材料」係指一光線吸收材料，其對於光線的吸收係涵蓋光線中波長介於400至500nm間之部份或全部。
其中，該濾波膜片之藍光吸收材料係選自於氮化鎵(GaN)、人工葉黃素(Lutein)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋁 (Al2O3)、銦錫氧化物(indium tin oxide，ITO)、氟化鎂(MgF2)、氮化銦鎵(GaInN)、N,N-二水楊酸內酯-1,2-苯二胺(N,N-Bis(salicylidene)-1,2-phenylenediamine)、鈦偶氮化合物(titanium azo compound)中之至少一種。
較佳的是，該濾波膜片之藍光吸收材料之粒徑介於1至104奈米(nm)之間。
較佳的是，以該濾波膜片之總量為基準，該藍光吸收材料之含量為0.001至50重量百分比(wt%)。
更佳的是，該藍光吸收材料之含量為0.01至5重量百分比(wt%)。
進一步而言，該具濾波功能的背光模組為側面入光式背光模組或直下式背光模組。
10‧‧‧顯示面板
20、20A、20B、20C、20D‧‧‧具濾波功能的背光模組
21、21A、21B、21C、21D‧‧‧光學組件
211、211A、211B、211C、211D‧‧‧擴散片
212、212A、212B、212C、212D‧‧‧稜鏡片
213、213A、213B、213C、213D‧‧‧濾波膜片
22、22A、22B、23C、24D‧‧‧光源組件
221‧‧‧光源
222‧‧‧導光板
2221‧‧‧第一側面
2222‧‧‧第二側面
223‧‧‧反射片
圖1為本創作實施例1之顯示裝置之示意圖。
圖2為本創作之實施例1、6、7、8及9之顯示裝置之具濾波功能的背光模組的光源組件之光譜圖。
圖3為本創作之實施例1之顯示裝置之具濾波功能的背光模組之光學組件的吸收光譜圖。
圖4為本創作實施例2之具濾波功能的背光模組之示意圖。
圖5為本創作實施例3之具濾波功能的背光模組之示意圖。
圖6為本創作之實施例4之具濾波功能的背光模組之示 意圖。
圖7為本創作之實施例5之具濾波功能的背光模組之示意圖。
圖8為本創作之實施例6之顯示裝置之具濾波功能的背光模組之光學組件的吸收光譜圖。
圖9為本創作之實施例7之顯示裝置之具濾波功能的背光模組之光學組件的吸收光譜圖。
圖10為本創作之實施例8之顯示裝置之具濾波功能的背光模組之光學組件的吸收光譜圖。
圖11為本創作之實施例9之顯示裝置之具濾波功能的背光模組之光學組件的吸收光譜圖。
實施例1
請參閱圖1所示，本實施例中，本創作之顯示裝置包括有一顯示面板10及一具濾波功能的背光模組20；該具濾波功能的背光模組20係設置於顯示面板10之一側，且該具濾波功能的背光模組20包含一光學組件21及一光源組件22，光學組件21包含一擴散片211、一稜鏡片212及一濾波膜片213，該擴散片211具有位置相對的兩側，該稜鏡片212位於該擴散片211之一側，該濾波膜片213位於該擴散片211之其中一側，該濾波膜片213包含有一藍光吸收材料；該光源組件22係位於該光學組件21之一側，且該光源組件22與該稜鏡片212分別位於該擴散片211之兩側；進一步而言，該濾波膜片213係位於該擴散片211與該光源組件22之間。
於本實施例中，該濾波膜片的藍光吸收材料係為N,N-二水楊酸內酯-1,2-苯二胺(N,N-Bis(salicylidene)-1,2-phenylenediamine)，以該濾波膜片之總量為基準，該藍光吸收材料之含量為0.0025重量百分比(wt%)，該藍光吸收材料為顆粒狀，其粒徑為30奈米(nm)。
請參閱圖1所示，於本實施例中，該具濾波功能的背光模組20係側面入光式背光模組，該光源組件22包含有一光源221、一導光板222及一反射片223，該光源221位於該導光板222之一端，該導光板222具有位置相對的第一側面2221及第二側面2222，該第二側面2222上設有擴散點，該光源組件22的導光板222之第一側面2221與該光學組件21的擴散片211之距離較其第二側面2222與該光學組件21的擴散片211之距離短，該反射片223位於該導光板222的第二側面2222處。
於本實施例中，該具濾波功能的背光模組20乃利用全反射之機制將該光源221之光線傳至該導光板222的遠離該光源221之一端，再利用該導光板222的擴散點破壞光線的全反射，令光線由該導光板222之第一側面2221射出，該導光板222的折射率越大，其導光能力越佳。而該反射片223之作用乃將由該導光板222的第二側面2222射出的光線反射回該導光板222中，藉以增加光線的利用率。當光線由該導光板222之第一側面2221射出後，光線會進入該濾波膜片213，並藉由該濾波膜片213之藍光吸收材料的作用，光線中的藍光之部份波段濾除， 而得到藍光衰減後之光線，再經過該擴散片211及該稜鏡片212之後被人眼接收，如此一來，人眼在接收該顯示裝置之影像時，於不額外配戴保護眼鏡之情形下，能免除藍光對人眼的傷害。
圖2為光源組件22所產生的光線之光譜圖，其中，強度最大的波峰係位於波長介於400至500nm之間，係為光線的藍光之波段，則光源組件22所產生的光線中確實存在有害人眼的藍光。圖3為光學組件21的吸收光譜圖，其係使用光源組件22所產生的光線作為入射光線。
如圖3所示，光學組件21於波長介於400至520nm之間有一明顯的吸收峰，推知：該光學組件21係至少能吸收入射光線之波長介於400至480nm之間的波段(吸收率為1表示完全吸收，吸收率為0表示沒有吸收)，則該光學組件21可吸收而過濾入射光線中波長介於400至480nm之波段；因而証實，於光學組件21之濾波膜片213中添加0.0025wt%的N,N-二水楊酸內酯-1,2-苯二胺，確實能過濾光源組件22所產生的光線中的藍光，使藍光的強度降低，而有效地降低光源組件22所產生的光線對人眼所造成的傷害，則達到保護人眼之功效。
此外，於本實施例中，該顯示面板10包含有一影像色彩調校與控制晶片，係對該具濾波功能的背光模組20所呈現之發光頻譜分佈特性進行色彩曲線調校，使得該顯示面板10所呈現的影像，符合高色彩飽和度之表現，則能維持影像應有之銳利色彩。
實施例2
請參閱圖4所示，於本實施例中，本創作之具濾波功能的背光模組20A係包含一光學組件21A及一光源組件22A，該光學組件21A包含一擴散片211A、一稜鏡片212A及一濾波膜片213A；本實施例與實施例1之區別在於：該濾波膜片213A係以塗佈方式成形於該擴散片211A與該光源組件22A之間。
於本實施例中，當光線進入該濾波膜片213A後，藉由該濾波膜片213A之藍光吸收材料的作用，透過吸收而過濾光線中的藍光之部份波段，再經過該擴散片211A及該稜鏡片212A而得到藍光衰減後之光線。
實施例3
請參閱圖5所示，於本實施例中，本創作之具濾波功能的背光模組20B係包含一光學組件21B及一光源組件22B，該光學組件21B包含一擴散片211B、一稜鏡片212B及一濾波膜片213B；本實施例與實施例1之區別在於：該濾波膜片213B係位於該擴散片211B與該稜鏡片212B之間。
實施例4
請參閱圖6所示，於本實施例中，本創作之具濾波功能的背光模組20C係包含一光學組件21C及一光源組件22C，該光學組件21C包含一擴散片211C、一稜鏡片212C及一濾波膜片213C；本實施例與實施例1之區別在於：該濾波膜片213C係位於該擴散片211C與該稜鏡片212C之間且以塗佈方式成形於該擴散片211C上。
實施例5
請參閱圖7所示，於本實施例中，本創作之具濾波功能的背光模組20D係包含一光學組件21D及一光源組件22D，光學組件21D包含一擴散片211D、一稜鏡片212D及一濾波膜片213D；本實施例與實施例1之區別在於：該濾波膜片213D係位於該擴散片211D與該稜鏡片212D之間且以塗佈方式成形於該稜鏡片212D上。
於實施例3至5中，光線係透過該擴散片211B、211C、211D再進入該濾波膜片213B、213C、213D，並藉由該濾波膜片213B、213C、213D之藍光吸收材料的作用，透過吸收而過濾光線中的藍光之部份波段。
實施例6
本實施例之顯示裝置與實施例1不同之處在於，以該濾波膜片之總量為基準，N,N-二水楊酸內酯-1,2-苯二胺之含量為0.005wt%。
於本實施例中，光源組件所產生的光線之光譜圖請參閱圖2所示，由圖2可知光源組件所產生的光線中確實存在有害人眼的藍光；而圖8為本實施例之光學組件的吸收光譜圖，其係以光源組件所產生的光線作為入射光線。
如圖8所示，光學組件於波長介於400至480nm之間有一明顯的吸收峰，推知：光學組件係至少可吸收入射光線之波長為400至480nm的波段，則該光學組件可吸收而過濾入射光線中波長介於400至480nm之波段；因而証實，於光學組件之濾波膜片中添加0.005wt%的N,N-二水楊酸內酯-1,2-苯二胺，確實能過濾光源組件所產生的 光線中的藍光，使藍光的強度降低，則有效地達到保護人眼之功效。
實施例7
本實施例之顯示裝置與實施例1不同之處在於，以該濾波膜片之總量為基準，N,N-二水楊酸內酯-1,2-苯二胺之含量為0.01wt%。
於本實施例中，光源組件所產生的光線之光譜圖請參閱圖2所示，由圖2可知光源組件所產生的光線中確實存在有害人眼的藍光；而圖9為本實施例之光學組件的吸收光譜圖，其係以光源組件所產生的光線作為入射光線。
如圖9所示，光學組件於波長介於400至480nm之間有一明顯的吸收峰，推知：光學組件係至少可吸收入射光線之波長為400至480nm的波段，則該光學組件可吸收而過濾入射光線中波長介於400至480nm之波段；因而証實，於光學組件之濾波膜片中添加0.01wt%的N,N-二水楊酸內酯-1,2-苯二胺，確實能過濾光源組件所產生的光線中的藍光，使藍光的強度降低，則有效地達到保護人眼之功效。
實施例8
本實施例之顯示裝置與實施例1不同之處在於，以該濾波膜片之總量為基準，N,N-二水楊酸內酯-1,2-苯二胺之含量為0.1wt%。
於本實施例中，光源組件所產生的光線之光譜圖請參閱圖2所示，由圖2可知光源組件所產生的光線中 確實存在有害人眼的藍光；而圖10為本實施例之光學組件的吸收光譜圖，其係以光源組件所產生的光線作為入射光線。
如圖10所示，光學組件於波長介於400至500nm之間有一明顯的吸收峰，推知：光學組件係至少可吸收入射光線之波長為400至500nm的波段，則該光學組件可吸收而過濾入射光線中波長介於400至500nm之波段；因而証實，於光學組件之濾波膜片中添加0.1wt%的N,N-二水楊酸內酯-1,2-苯二胺，確實能過濾光源組件所產生的光線中的藍光，使藍光的強度降低，則有效地達到保護人眼之功效。
實施例9
本實施例之顯示裝置與實施例1不同之處在於，以該濾波膜片之總量為基準，N,N-二水楊酸內酯-1,2-苯二胺之含量為0.5wt%。
於本實施例中，光源組件所產生的光線之光譜圖請參閱圖2所示，由圖2可知光源組件所產生的光線中確實存在有害人眼的藍光；而圖11為本實施例之光學組件的吸收光譜圖，其係以光源組件所產生的光線作為入射光線。
如圖11所示，光學組件於波長介於400至520nm之間有一明顯的吸收峰，推知：光學組件係至少可吸收入射光線之波長為400至520nm的波段，則該光學組件可吸收而過濾入射光線中波長介於400至520nm之波段；因而証實，於光學組件之濾波膜片中添加0.5wt%的N,N-二 水楊酸內酯-1,2-苯二胺，確實能過濾光源組件所產生的光線中的藍光，使藍光的強度降低，則有效地達到保護人眼之功效。
此外，由實施例1、6、7、8及9之光學組件的吸收光譜圖(請參閱圖3、8、9、10、11所示)得知：隨光學組件的濾波膜片中所含有的BSPA含量越高，吸收光譜中之吸收曲線有朝長波長移動之現象，顯示隨濾波膜片中所含有的N,N-二水楊酸內酯-1,2-苯二胺含量的提高，光學組件所能吸收而過濾的藍光之波段範圍會增廣，繼而增加光學組件之濾波膜片的藍光吸收材料對藍光之吸收量，進而增加對人眼的保護。
另外，光線中對於人眼影響相當嚴重的波段，如：波長為430±30奈米(nm)之波段，係涵蓋於實施例1、6、7、8及9之光學組件的吸收曲線中(請參閱圖3、8、9、10、11所示)，則能被所吸收而過濾，證實透過含有孿光吸收材料之濾波膜片的使用，係能增加對人眼的保護。
綜上所述，本創作係將包含有藍光吸收材料的該濾波膜片213、213A、213B、213C、213D直接整合於該顯示裝置之背光模組20、20A、20B、20C、20D內，直接降低該顯示裝置之背光模組20、20A、20B、20C、20D之光源組件22、22A、22B、22C、22D產生的高能短波能量，如此令人們於面對各種不同的刺激的視覺訊號衝擊時，無區藉助額外的輔助工具即能免除受藍光的傷害，進而保護人們的靈魂之窗，則較為安全、便利且舒適，並可藉由生產面板系統時之色彩控制與調校，直接達到影像最適白平 衡與色彩飽和度，感受應有的視覺訊號之衝擊。
10‧‧‧顯示面板
20‧‧‧具濾波功能的背光模組
21‧‧‧光學組件
211‧‧‧擴散片
212‧‧‧稜鏡片
213‧‧‧濾波膜片
22‧‧‧光源組件
221‧‧‧光源
222‧‧‧導光板
2221‧‧‧第一側面
2222‧‧‧第二側面
223‧‧‧反射片

Claims (12)

  1. 一種具濾波功能的背光模組，其包含：一光學組件，其中包含有一擴散片、一稜鏡片及一濾波膜片，該擴散片具有位置相對的兩側，該稜鏡片位於該擴散片之一側，該濾波膜片位於該擴散片之其中一側，該濾波膜片包含有一藍光吸收材料；一光源組件，係位於該光學組件之一側，且其與該稜鏡片分別位於該擴散片之兩側。
  2. 如請求項1所述之具濾波功能的背光模組，其中該光學組件的濾波膜片係位於擴散片與稜鏡片之間。
  3. 如請求項2所述之具濾波功能的背光模組，其中該光學組件的濾波膜片係設置於擴散片上。
  4. 如請求項2所述之具濾波功能的背光模組，其中該光學組件的濾波膜片係設置於稜鏡片上。
  5. 如請求項1所述之具濾波功能的背光模組，其中該光學組件的濾波膜片係位於擴散片與光源組件之間。
  6. 如請求項5所述之具濾波功能的背光模組，其中該光學組件的濾波膜片係設置於擴散片上。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之具濾波功能的背光模組，其中該光學組件的濾波膜片之藍光吸收材料係選自於鈦偶氮化合物、氮化鎵、人工葉黃素、氧化鈦、氧化鋁、銦錫氧化物、氟化鎂、氮化銦鎵及N,N-二水楊酸內酯-1,2-苯二胺中之至少一種。
  8. 如請求項1至6中任一項所述之具濾波功能的背光模組，其中，以該光學組件的濾波膜片之總量為基準，該 藍光吸收材料之含量為0.001至50.000重量百分比。
  9. 如請求項7所述之具濾波功能的背光模組，其中，以該光學組件的濾波膜片之總量為基準，該藍光吸收材料之含量為0.001至50.000重量百分比。
  10. 如請求項1至6中任一項所述之具濾波功能的背光模組，其中，該光學組件的濾波膜片之藍光吸收材料為顆粒狀，其粒徑介於1至104奈米之間。
  11. 如請求項7所述之具濾波功能的背光模組，其中，該光學組件的濾波膜片之該藍光吸收材料為顆粒狀，其粒徑介於1至104奈米之間。
  12. 一種顯示裝置，其中包含一顯示面板以及如請求項1至11中任一項所述的具濾波功能的背光模組，該具濾波功能的背光模組係設置於該顯示面板之一側，其中，該顯示面板包含有一影像色彩調校與控制晶片，係對該具濾波功能的背光模組所呈現之發光頻譜分佈特性進行色彩曲線調校。
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