TW201928004A - 背光模組 - Google Patents

Abstract

一種背光模組，包括導光板、光源以及光轉換層。光源配置在所述導光板的一側。光轉換層配置在所述導光板上。所述光轉換層包括光學複合材料，其包括0.1至15重量百分比的發光材料以及85至99.9重量百分比的樹脂材料。所述樹脂材料包括5至30重量百分比之具有硫醇基的界面活性劑。

Description

背光模組

本發明是有關於一種光學模組，且特別是有關於一種背光模組。

量子點（Quantum Dots）是肉眼無法看到的、極其微小的半導體奈米結構。當量子點受到光的刺激，其會發出有色光線，光線的顏色由量子點的組成材料和大小形狀來決定，這一特性使得量子點能夠改變光源發出的光線顏色。近年來，具有量子點的高分子複合材料已廣泛使用於背光及照明等領域。

由於強光、高溫、濕氣、氧氣、揮發性物質等外部環境因素容易影響量子點的發光效能，因此，量子點在應用上最大的挑戰即為長期穩定性。也就是說，將量子點應用在背光及照明等領域中時，勢必會面臨到長期穩定性的問題。因此，如何提升量子點的長期穩定性已然成為一門重要的課題。

本發明提供一種背光模組，其具有包含量子點於其中的光轉換層。所述光轉換層包括光學複合材料，其可改善由外部環境因素引發降解所造成的螢光猝減，並增加量子點的穩定性，進而延長背光模組的使用壽命。

本發明提供一種背光模組，包括導光板、光源以及光轉換層。光源配置在所述導光板的一側。光轉換層配置在所述導光板上。所述光轉換層包括光學複合材料，其包括0.1至15重量百分比的發光材料以及85至99.9重量百分比的樹脂材料。所述樹脂材料包括5至30重量百分比之具有硫醇基的界面活性劑。

在本發明的一實施例中，所述界面活性劑具有至少二個硫醇基。

在本發明的一實施例中，所述界面活性劑為式(I)、(II)、或(III)之化合物如下所示：，，， 其中，R₁ 、R₂ 、R₃ 、R₄ 、R₅ 和R₆ 彼此相同或相異，並各自選自氫、C₁ -C₂₀ 烷基、C₂ -C₂₀ 烯基、C₂ -C₂₀ 炔基、C₁ -C₂₀ 羥烷基、C₁ -C₂₀ 烷基酯基、C₂ -C₂₀ 烷基酮基、C₁ -C₂₀ 烷基硫醚基和C₁ -C₂₀ 烷氧基所構成之群組，以及R₁ 至R₆ 中至少二者具有硫醇基。

在本發明的一實施例中，R₁ 至R₆ 中至少二者係具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基。

在本發明的一實施例中，R₁ 至R₆ 中至少二者係具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基酯基。

在本發明的一實施例中，R₁ 至R₆ 中至少二者係具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷氧基。

在本發明的一實施例中，所述界面活性劑之至少一個硫醇基參與交聯反應。

在本發明的一實施例中，所述界面活性劑之分子量介於100至1,000。

在本發明的一實施例中，所述樹脂材料包括：30至50重量百分比的丙烯酸酯單體、15至30重量百分比的丙烯酸酯寡聚物、5至20重量百分比的交聯劑以及1至2重量百分比的起始劑。

在本發明的一實施例中，所述光學複合材料更包括粒子，其選自二氧化鈦、氧化鋅、硫化鋅、二氧化矽、氧化鋯、三氧化二銻、氧化鋁、六方白碳石、類鑽碳、氯氧化鉍、鈦酸鋇、鈮酸鋰鉀、鈮酸鋰、鉭酸鋰、淡紅銀礦、聚氟烯烴、聚碳酸酯、聚苯乙烯及其任意組合所構成的群組。

在本發明的一實施例中，所述發光材料散布且嵌入於所述樹脂材料中。所述發光材料包括量子點。

在本發明的一實施例中，所述光轉換層包括所述光學複合材料直接接觸並固化於二片基材之間，無需阻氣層的保護。

在本發明的一實施例中，所述光轉換層直接接觸所述導光板。

在本發明的一實施例中，所述光源配置在所述導光板的一側面，以形成側光式（Edge-lit）結構。

在本發明的一實施例中，所述導光板具有入光面，導光板的霧度由鄰近入光面至遠離入光面逐漸遞增。

在本發明的一實施例中，所述光源配置在所述導光板的底面，以形成直下式（Direct-lit）結構。

在本發明的一實施例中，所述背光模組更包括：反射層，配置在導光板下方，以將所述光源所發射的光反射至所述光轉換層中。

基於上述，本發明之背光模組包括光轉換層。所述光轉換層包括光學複合材料，其包括具有量子點的發光材料、樹脂材料以及具有硫醇基的界面活性劑。所述硫醇基可與量子點反應，以形成穩定性較佳的光學複合材料。因此，本發明之光轉換層可有效地阻擋濕氣、氧氣、揮發性物質等外部環境因素，藉此提升量子點的穩定性。換言之，本發明之背光模組的光轉換層不需要包含任何阻氣層（例如類鑽炭薄膜、氧化矽層、氧化鈦層、氧化鋁層、氮化矽層等），亦不需要任何阻氣層介於光轉換層與導光板之間，即可避免外部環境因素影響量子點的穩定性，進而延長背光模組的使用壽命。

另外，由於本發明之背光模組不需要任何阻氣層，因此本發明可減少製造成本，進而提升產品的商業競爭力。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

參照本實施例之圖式以更全面地闡述本發明。然而，本發明亦可以各種不同的形式體現，而不應限於本文中所述之實施例。圖式中的層與區域的厚度會為了清楚起見而放大。相同或相似之標號表示相同或相似之元件，以下段落將不再一一贅述。

圖1是依照本發明一實施例的一種光學複合材料的示意圖。圖2是依照本發明一實施例的一種形成光學複合材料的方法的流程圖。

請參照圖1與圖2，進行步驟S1，混合發光材料與樹脂材料，以形成一混合物。之後，進行步驟S2，固化所述混合物，以形成光學複合材料10。如圖1所示，光學複合材料10包括發光材料12散布且嵌入於樹脂材料14中。

在一實施例中，固化所述混合物的方法包括以卷對卷製程（roll-to-roll process），將所述混合物填入二片聚對苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate，PET）基材之間，再照射紫外光，以形成一光學膜。但本發明不以此為限，在替代實施例中，亦可將所述混合物點於晶片上，再照射紫外光，以形成一光學點狀結構。在其他實施例中，亦可將所述混合物填充在中空管中，再照射紫外光，以形成一光學柱狀結構。也就是說，本實施例的光學複合材料10可依據實際需求來形成不同形狀或不同結構，例如點狀結構、線狀結構、膜狀結構、立方體結構、圓柱狀結構、三角柱狀結構、半球體結構或其組合。

以下將根據圖1的光學複合材料10詳細說明。

在一實施例中，發光材料12的含量為0.1至15重量百分比。發光材料12包括發光奈米材料，例如量子點。具體來說，所述量子點包括核、核-殼、核-多殼、核-合金層-殼、核-合金層-多殼或其組合。所述量子點的粒徑或尺寸可依據需求（例如發出不同顏色的可見光）來調整，本發明不限於此。

在一實施例中，所述「核」可例如是選自由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及其合金所構成之群組中的至少一者。在一實施例中，所述「殼」例如是選自由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及其合金所構成之群組中的至少一者。所述核或所述殼可依據不同需求而選定，本發明不以此為限。

在一實施例中，樹脂材料14的含量為85至99.9重量百分比。具體來說，樹脂材料14包括：30至50重量百分比的丙烯酸酯單體、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界面活性劑、5至20重量百分比的交聯劑以及1至2重量百分比的起始劑。在替代實施例中，所述界面活性劑的含量小於所述丙烯酸酯單體的含量。

在一實施例中，丙烯酸酯單體的分子量可介於100至1,000之間。丙烯酸酯單體可選自甲基丙烯酸甲酯（methyl methacrylate）、甲基丙烯酸乙酯（ethyl methacrylate）、甲基丙烯酸異丙酯（isopropyl methacrylate）、甲丙烯酸正丁酯（n-butyl methacrylate）、甲基丙烯酸異丁酯（isobutylmethacrylate）、甲基丙烯酸第四丁酯（tert-butyl methacrylate）、甲基丙烯酸正戊酯（n-amyl methacrylate）、甲基丙烯酸異戊酯（isoamyl methacrylate）、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）、聚丙烯乙二醇甲基單丙烯酸酯（polypropylene glycol monomethacrylate）、苯基甲基丙烯酸酯（phenylmethacrylate）、苯氧乙基甲基丙烯酸酯（phenoxyethyl methacrylate）、甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯（tetrahydrofurfuryl methacrylate）、甲基丙烯酸第四丁環己酯（tert-butylcyclohexyl methacrylate）、甲基丙烯酸二十二酯（behenyl methacrylate）、甲基丙烯酸二環戊酯（dicyclopentanyl methacrylate）、甲基丙烯酸二環戊烯氧乙酯（dicyclopentenyloxyethyl methacrylate）、甲基丙烯酸2-乙基己酯（2-ethylhexylmethacrylate）、甲基丙烯酸辛酯（octyl methacrylate）、甲基丙烯酸異辛酯（isooctylmethacrylate）、甲基丙烯酸正癸酯（n-decyl methacrylate）、甲基丙烯酸異癸酯（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）、環三羥甲丙烷甲醛丙烯酸酯（cyclic trimethylolpropane formal acrylate）、甲基丙烯酸環己酯（cyclohexyl methacrylate）以及4-叔丁基環己基丙烯酸酯（4-tert-butylcyclohexylacrylate）所構成之群組。但本發明不以此為限，在其他實施例中，可依據不同需求而依據文獻選擇適當之丙烯酸酯單體。

在一實施例中，丙烯酸酯寡聚物的分子量可介於200至10,000之間。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 propoxylate diacrylate)、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-dodecanediol dimethacrylate)、三烯丙基三聚異氰酸(triallyl isocyanurate)或聚乙烯乙二醇二甲基丙烯酸酯(polyethylene glycoldimethacrylate)。但本發明不以此為限，在其他實施例中，可依據不同需求而依據文獻選擇適當之丙烯酸酯寡聚物。

在一實施例中，所述界面活性劑具有至少二個硫醇基。在其他實施例中，所述界面活性劑可以是具有多硫醇基的化合物。

在替代實施例中，所述界面活性劑為式(I)、(II)或(III)之化合物如下所示：，，， 其中，R₁ 、R₂ 、R₃ 、R₄ 、R₅ 和R₆ 彼此相同或相異，並各自選自氫、C₁ -C₂₀ 烷基、C₂ -C₂₀ 烯基、C₂ -C₂₀ 炔基、C₁ -C₂₀ 羥烷基、C₁ -C₂₀ 烷基酯基、C₂ -C₂₀ 烷基酮基、C₁ -C₂₀ 烷基硫醚基和C₁ -C₂₀ 烷氧基所構成之群組，以及R₁ 至R₆ 中至少二者具有硫醇基。

在一實施例中，C₁ -C₂₀ 烷基可為直鏈或支鏈烷基。C₁ -C₂₀ 烷基可例如是甲基、乙基、丙基、正丁基、異丁基、戊基、己基、庚基或其近似基團；但本發明不限於此。

在一實施例中，C₂ -C₂₀ 烯基可為直鏈或支鏈烯基。C₂ -C₂₀ 烯基可例如是乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基或其近似基團；但本發明不限於此。

在一實施例中，C₂ -C₂₀ 炔基可為直鏈或支鏈炔基。C₂ -C₂₀ 炔基可例如是乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、庚炔基或其近似基團；但本發明不限於此。

在一實施例中，C₁ -C₂₀ 羥烷基可為直鏈或支鏈羥烷基。C₁ -C₂₀ 羥烷基可例如是羥甲基、羥乙基、羥丙基、羥丁基、羥戊基、羥己基、羥庚基或其近似基團；但本發明不限於此。

在一實施例中，C₁ -C₂₀ 烷基酯基可為直鏈或支鏈烷基酯。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團；但本發明不限於此。

在一實施例中，C₂ -C₂₀ 烷基酮基可為直鏈或支鏈烷基酮。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團；但本發明不限於此。

在一實施例中，C₁ -C₂₀ 烷基硫醚基可為直鏈或支鏈烷基硫醚。C₁ -C₂₀ 烷基硫醚基可例如是二甲基氫硫基、二乙基氫硫基、乙基丙基氫硫基、甲基丁基氫硫基、丁基氫硫基、甲基戊基氫硫基、甲基己基氫硫基、甲基庚基氫硫基或其近似基團；但本發明不限於此。

在一實施例中，C₁ -C₂₀ 烷氧基可為直鏈或支鏈烷氧基。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、庚氧基或其近似基團；但本發明不限於此。

在另一實施例中，所述界面活性劑係上式(I)、(II)或(III)，其中R₁ 至R₆ 至少二者係具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基。例如，R₁ 和R₂ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基；R₁ 、R₂ 和R₃ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基；R₁ 、R₂ 、R₃ 和R₄ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基；R₁ 、R₃ 、R₄ 和R₆ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基；或R₁ 、R₄ 、R₅ 和R₆ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基。

在又一實施例中，所述界面活性劑係上式(I)、(II)或(III)，其中R₁ 至R₆ 至少二者係具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基酯基。例如，R₁ 和R₂ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基酯基；R₁ 、R₂ 和R₃ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基酯基；R₁ 、R₂ 、R₃ 和R₄ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基酯基；R₁ 、R₃ 、R₄ 和R₆ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基酯基；或R₁ 、R₄ 、R₅ 和R₆ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基酯基。

在替代實施例中，所述界面活性劑係上式(I)、(II)或(III)，其中R₁ 至R₆ 至少二者係具有硫醇基之C₂ -C₂₀ 烷基酮基。例如，R₁ 和R₂ 均為具有硫醇基之C₂ -C₂₀ 烷基酮基；R₁ 、R₂ 和R₃ 均為具有硫醇基之C₂ -C₂₀ 烷基酮基；R₁ 、R₂ 、R₃ 和R₄ 均為具有硫醇基之C₂ -C₂₀ 烷基酮基；R₁ 、R₃ 、R₄ 和R₆ 均為具有硫醇基之C₂ -C₂₀ 烷基酮基；或R₁ 、R₄ 、R₅ 和R₆ 均為具有硫醇基之C₂ -C₂₀ 烷基酮基。

在其他實施例中，所述界面活性劑係上式(I)、(II)或(III)，其中R₁ 至R₆ 至少二者係具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基硫醚基。例如，R₁ 和R₂ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基硫醚基；R₁ 、R₂ 和R₃ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基硫醚基；R₁ 、R₂ 、R₃ 和R₄ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基硫醚基；R₁ 、R₃ 、R₄ 和R₆ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基硫醚基；或R₁ 、R₄ 、R₅ 和R₆ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基硫醚基。

在其他實施例中，所述界面活性劑係上式(I)、(II)或(III)，其中R₁ 至R₆ 至少二者係具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷氧基。例如，R₁ 和R₂ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷氧基；R₁ 、R₂ 和R₃ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷氧基；R₁ 、R₂ 、R₃ 和R₄ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷氧基；R₁ 、R₃ 、R₄ 和R₆ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷氧基；或R₁ 、R₄ 、R₅ 和R₆ 均為具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷氧基。

在具體實施例中，所述界面活性劑可以是化合物，其選自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)、二巰基乙酸乙二醇酯(glycol dimercaptoacetate)、三羥甲丙烷三巰基乙酸(trimethylolpropanetrimercaptoacetate)、三[2-(3-巰基丙酸基)乙基]異氰尿酸酯(tris[2-(3-mercaptopropionyloxy)ethyl]isocyanurate)所構成之群組；但本發明不限於此。

在一實施例中，所述界面活性劑的分子量介於100至1,000之間。在替代實施例中，所述界面活性劑的分子量介於100至500之間。

值得注意的是，所述界面活性劑可增加發光材料12（例如量子點）對於外部環境因素的抵抗能力。此外，由於所述界面活性劑具有多個硫醇基，所述硫醇基並不全部與量子點反應，其可與光學複合材料10中其他化合物交聯，因而形成較穩定的光學膜。換言之，本實施例之界面活性劑的一部分硫醇基與量子點反應，所述界面活性劑的另一部分硫醇基則是與其他化合物交聯。因此，相較於習知的光學複合材料（其使用胺類化合物），本實施例所形成的光學膜的穩定性較佳。也就是說，即便所述光學膜被光線照射或與外部干擾因子接觸例如水、濕氣、氧氣或其他，所述外部干擾因子並不會影響光學膜的功能，其有效地避免了使用阻隔材料的需求。

在一實施例中，所述交聯劑可為、但不限於適當之丙烯酸基化合物，其分子量介於100至2,000之間。所述交聯劑之例示可為4-羥丁基丙烯酸酯(4-hydroxybutyl acrylate)、4-羥丁基丙烯酸酯環氧丙基醚(4-hydroxybutyl acrylate glycidylether)、鄰苯二甲酸二烯丙酯 (diallyl phthalate)、1,4-環己烷二甲醇單丙烯酸酯(1,4-cyclohexane dimethanol monoacrylate), 三甲基烯丙基三聚異氰酸(trimethallyl isocyanurate)、或[2[1,1-二甲基-2-[(1-側氧丙烯)甲氧]乙基]- 5-乙基-1,3-二噁-5-基]甲基丙烯酸酯。

在一實施例中，所述起始劑可為光起始劑或熱起始劑。在本實施例中，用於光學複合材料10之示例可以是光起始劑。也就是說，本實施例之光學複合材料10可簡單地藉由照射光線而於最小固化時間內得到。在其他實施例中，所述起始劑可包括但不限於：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)、醯膦氧化物(acylphosphine oxides)、二苯基酮(benzophenones)、噻噸酮(thioxanthones)、二茂鈦(titanocenes)、1-羥-環己基-苯基-酮(1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone)、2-羥-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone)、2-羥-1-[4-(2-羥乙氧)苯基]-2-甲基-1-丙酮(2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1-propanone)、苯甲醯甲酸甲酯(methylbenzoylformate)、氧-苯基-乙酸(oxy-phenyl-acetic acid)、2-[2-側氧-2苯基-乙醯氧-乙氧]-乙酯(2-[2 oxo-2 phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester)、氧-苯基-乙酸2-[2-羥-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-嗎啉基)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-嗎啉基)-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)。

在一實施例中，光學複合材料10還包括粒子，其含量低於發光材料12與樹脂材料14之總和。所述粒子係選自二氧化鈦、氧化鋅、硫化鋅、二氧化矽、氧化鋯、三氧化二銻、氧化鋁、六方白碳石（Lonsdaleite）、類鑽碳、氯氧化鉍（BiOCl）、鈦酸鋇、鈮酸鋰鉀、鈮酸鋰、鉭酸鋰、淡紅銀礦（proustite）、聚氟烯烴（polyfluoro-olefin）、聚碳酸酯、聚苯乙烯及其任意組合所構成的群組。所述粒子的粒徑可介於1至30微米。所述粒子可用於散射入射光，增加入射光和發光材料12反應的機率，藉此增加發光材料12對於入射光之吸收和轉換效率。所述粒子亦用於散射發射光，增加發射光和光學複合材料10（例如光學膜）表面互動之機率，藉此增加所述光學複合材料10的發光效率。

本發明另提供一種光學膜，其包括:0.1至15重量百分比的發光材料；5至30重量百分比的具有至少二個硫醇基的界面活性劑；30至50重量百分比的丙烯酸酯單體；15至30重量百分比的丙烯酸酯寡聚物；5至20重量百分比的交聯劑；以及1至2重量百分比的起始劑。

圖3是依照本發明的第一實施例的一種背光模組的剖面示意圖。

請參照圖3，本實施例之背光模組100包括導光板102、光源104、光轉換層106以及反射層108。導光板102具有出光面102a、背面102b以及入光面102s，其中出光面102a相對於背面102b，入光面102s連接於出光面102a與背面102b之間。在一實施例中，如圖3所示，導光板102的剖面圖呈一三角形，導光板102的出光面102a與背面102b的延伸方向夾一銳角A。在替代實施例中，導光板102的剖面圖亦可以是矩形、梯形或其他合適的形狀。在一實施例中，導光板102中的導光介質（medium）可包括透明塑膠、玻璃或者是可用來導光的材料。在替代實施例中，導光板102可以是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）、聚對苯二甲酸乙二酯（Polyethylene terephthalate，PET)、聚醯亞胺（Polyimide，PI）或是其他合適材料。在其他實施例中，導光板102的霧度由鄰近入光面102s至遠離入光面102s逐漸遞增。於此，所謂霧度（Haze）是指偏離入射方向2.5度角以上的部分透射光束的光強度佔總透射光束的光強度的百分比，其可用來評定透明介質的散射情形。也就是說，所述透明介質的霧度愈大，其光澤與透明度（或成像度）愈低。反之，所述透明介質的霧度愈小，其光澤與透明度（或成像度）愈高。

光源104配置在導光板102的入光面102s處，以形成側光式（Edge-lit）結構。在一實施例中，光源104可以是發光二極體（light emitting diode，LED），或其他適當的發光元件。光源104可發出白光或是特定波長的光（例如藍光、紅光等）。以藍光為例，光源104發出的藍光L進入導光板102後，藉由導光板102的全反射而在導光板102內傳遞，並通過出光面102a到達光轉換層106。接著，光源104發出的藍光L被光轉換層106部分地轉換為紅光和綠光，使藍光L、紅光和綠光混合成白光而傳遞至光轉換層106上的液晶面板110。液晶面板110的組成與配置已為光學領域中具有通常知識者所習知，於此便不再詳述。

光轉換層106配置在導光板102的出光面102a上。具體來說，光轉換層106包括上述光學複合材料10。由於光學複合材料10已於上述段落詳述過，於此便不再贅述。在一實施例中，光轉換層106的形成方法可例如是將光學複合材料10點在導光板102的出光面102a上，再固化光學複合材料10。因此，僅由固化的光學複合材料10所形成的光轉換層106可直接接觸導光板102。但本發明不以此為限，在其他實施例中，亦可利用卷對卷製程或是利用模具填充方式將光學複合材料10塑型並固化在二片基材（例如是PET基材）之間，以形成光轉換層106。也就是說，光轉換層106可包括二片PET基材與夾置（或直接接觸）在二片PET基材之間的光學複合材料10。之後，再將光轉換層106配置在導光板102的出光面102a上。

值得一提的是，由於光學複合材料10可有效地阻擋濕氣、氧氣、揮發性物質等外部環境因素，因此，含有光學複合材料10的光轉換層106不需要包含其他阻氣層（例如類鑽炭薄膜、氧化矽層、氧化鈦層、氧化鋁層、氮化矽層等），亦不需要其他阻氣層介於光轉換層106與導光板102之間。換言之，本實施例之光轉換層106可避免外部環境因素影響量子點的穩定性，進而延長背光模組100的使用壽命。另外，少了阻氣層，本發明可減少製造成本，進而提升產品的商業競爭力。

反射層108配置在導光板102的背面102b，以將光源104所發射的光L反射至光轉換層106中，藉此提升光轉換層106的發光效能。在一實施例中，反射層108的材料包括具反射效果的金屬材料，例如是金、銀、鋁、銅或其他合適的金屬材料。雖然圖3中的反射層108僅配置在導光板102的背面102b與光轉換層106的一側，但本發明不以此為限。在其他實施例中，反射層108亦可覆蓋光源104、導光板102的入光面102s以及光轉換層106的另一側，以防止光L的外洩。

圖4是依照本發明的第二實施例的一種背光模組的剖面示意圖。

請參照圖4，第二實施例的背光模組200與第一實施例的背光模組100相似。上述兩者不同之處在於：背光模組200的光源204配置在導光板102的背面102b，以形成直下式（Direct-lit）結構。

以下，列舉本發明的實驗例以更具體對本發明進行說明。然而，在不脫離本發明的精神，可適當地對以下的實驗例中所示的材料、使用方法等進行變更。因此，本發明的範圍不應以以下所示的實驗例來限定解釋。

實驗例 1

首先，混合表1中全部成分，以形成一混合物，再將所述混合物於黑暗中超音波震盪30至90分鐘，使得CdSe/ZnS量子點均勻分散於所述混合物中。之後，以卷對卷製程，將所述混合物填入二片聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）基材之間，再照射紫外光（370奈米，400瓦，1分鐘），以形成一光學膜。

表1

實驗例 2

在實驗例2中，除了所述光學複合材料的成分及其比例與實驗例1中不同之外，所述光學複合材料的形成方法與實驗例1的形成方法相同。

實驗例2的光學複合材料的成分及其比例如下表2所示。

表2

前述成分依據表2所提供的比例混合後，將所述光學複合材料點於藍光（450奈米）LED晶片上，再照射紫外光（370奈米，400瓦，3分鐘）固化。

實驗例 3

在實驗例3中，除了所述光學複合材料的成分及其比例與實驗例1中不同之外，所述光學複合材料的形成方法與實驗例1的形成方法相同。

實驗例3的光學複合材料的成分及其比例如下表3所示。

表3

前述成分混合後，所形成的混合物填充至外徑為16毫米、內徑為13毫米的透明丙烯酸管，再照射紫外光（370奈米，400瓦，3分鐘）固化。

由實驗例1-3可知，本發明可利用不同方式來形成光學複合材料，且所述光學複合材料可依據實際需求來形成不同形狀或不同結構，例如點狀結構、線狀結構、膜狀結構、立方體結構、圓柱狀結構、三角柱狀結構、半球體結構或其組合。另外，固化後，可依據實際需求選擇性地增加另一步驟：自基板或模具上移除經固化的光學複合材料。

穩定性測試

為確認該光學複合材料在高溫高濕環境的穩定性，以實驗例1所製備的光學複合材料來進行環境測試。製備完成後的光學膜於65℃、相對溼度95%之環境放置1,000小時。前述期間於指定間隔時間點，使用CS-100色度亮度計（Konica Minolta）測量所述光學膜於背光模組中的發光度。

實驗例1的測試結果如圖5所示，其顯示出即便無阻隔材料隔離濕氣或氧氣，置放於高溫高濕環境約1,000小時後，實驗例1的具有量子點的光學膜的發光能力仍無降低。也就是說，本發明之光學複合材料可改善和/或避免量子點穩定性的問題，而不需要使用阻隔材料。

比較例 1

將市售量子點光學膜亦放置於65℃、相對溼度95%的環境，作為對照組。因市售量子點光學膜具有阻氣層保護量子點，市售量子點光學膜可於前述環境（65℃、相對溼度95%）維持其發光能力至少1,000小時（本案無揭露）。

比較例 2

將市售量子點光學膜的上、下兩片阻氣膜拆除，以獲得沒有阻氣膜保護的市售量子點光學膜。將沒有阻氣膜的市售量子點光學膜儲存於65^o C，相對濕度95% 的環境中放置1,000小時。前述期間於指定間隔時間點，使用CS-100色度亮度計（Konica Minolta）測量所述光學膜於背光模組中的發光度。

比較例2的測試結果如圖5所示。置放於高溫高濕的環境約1000小時之後，沒有阻氣膜的市售量子點光學膜的放光能力明顯降低。也就是說，在同樣沒有阻氣層的保護的情況下，本發明的光學複合材料的穩定性較佳。

比較例 3

為測試具有硫醇基的界面活性劑對光學複合材料性質的影響，混合不具有界面活性劑的光學複合材料（同實驗例1的步驟，但不加入界面活性劑），之後照射紫外光（370奈米，400瓦）固化。實驗例1的CdSe/ZnS量子點可以均勻的分散於具有界面活性劑的光學複合材料之中，並且在照射紫外光1分鐘後完全固化。但比較例3的CdSe/ZnS量子點無法均勻分散於不具有界面活性劑的光學複合材料之中，而且紫外光照射1小時之後依然無法完全固化。換言之，相較於比較例3之不具有界面活性劑的光學複合材料，實驗例1之具有界面活性劑的光學複合材料的成膜性與量子點的分散性更好。

綜上所述，本發明之背光模組包括光轉換層。所述光轉換層包括光學複合材料，其包括具有量子點的發光材料、樹脂材料以及具有硫醇基的界面活性劑。所述硫醇基可與量子點反應，以形成穩定性較佳的光學膜。因此，本發明之光轉換層可有效地阻擋濕氣、氧氣、揮發性物質等外部環境因素，藉此提升量子點的穩定性。換言之，本發明之背光模組的光轉換層不需要包含任何阻氣層（例如類鑽炭薄膜、氧化矽層、氧化鈦層、氧化鋁層、氮化矽層等），亦不需要任何阻氣層介於光轉換層與導光板之間，即可避免外部環境因素影響量子點的穩定性，進而延長背光模組的使用壽命。

另外，由於本發明之背光模組不需要任何阻氣層，因此，本發明可減少製造成本，進而提升產品的商業競爭力。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧光學複合材料

12‧‧‧發光材料

14‧‧‧樹脂材料

100、200‧‧‧背光模組

102‧‧‧導光板

102a‧‧‧出光面

102b‧‧‧背面

102s‧‧‧入光面

104、204‧‧‧光源

106‧‧‧光轉換層

108‧‧‧反射層

110‧‧‧液晶面板

L‧‧‧光

S1、S2‧‧‧步驟

圖1是依照本發明一實施例的一種光學複合材料的示意圖。 圖2是依照本發明一實施例的一種形成光學複合材料的方法的流程圖。 圖3是依照本發明的第一實施例的一種背光模組的剖面示意圖。 圖4是依照本發明的第二實施例的一種背光模組的剖面示意圖。 圖5是實驗例1與比較例2的光學膜的發光強度與時間的關係圖。

Claims (16)

1. 一種背光模組，包括： 導光板； 光源，配置在所述導光板的一側；以及 光轉換層，配置在所述導光板上，其中所述光轉換層包括光學複合材料，所述光學複合材料包括： 0.1至15重量百分比的發光材料；以及 85至99.9重量百分比的樹脂材料，其包括5至30重量百分比之具有硫醇基的界面活性劑。
2. 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中所述界面活性劑具有至少二個硫醇基。
3. 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中所述界面活性劑為式(I)、(II)、或(III)之化合物如下所示：，，， 其中，R₁ 、R₂ 、R₃ 、R₄ 、R₅ 和R₆ 彼此相同或相異，並各自選自氫、C₁ -C₂₀ 烷基、C₂ -C₂₀ 烯基、C₂ -C₂₀ 炔基、C₁ -C₂₀ 羥烷基、C₁ -C₂₀ 烷基酯基、C₂ -C₂₀ 烷基酮基、C₁ -C₂₀ 烷基硫醚基和C₁ -C₂₀ 烷氧基所構成之群組，以及R₁ 至R₆ 中至少二者具有硫醇基。
4. 如申請專利範圍第3項所述的背光模組，其中R₁ 至R₆ 中至少二者係具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基。
5. 如申請專利範圍第3項所述的背光模組，其中R₁ 至R₆ 中至少二者係具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷基酯基。
6. 如申請專利範圍第3項所述的背光模組，其中R₁ 至R₆ 中至少二者係具有硫醇基之C₁ -C₂₀ 烷氧基。
7. 如申請專利範圍第3項所述的背光模組，其中所述界面活性劑之至少一個硫醇基參與交聯反應。
8. 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中所述界面活性劑之分子量介於100至1,000之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中所述樹脂材料更包括： 30至50重量百分比的丙烯酸酯單體； 15至30重量百分比的丙烯酸酯寡聚物； 5至20重量百分比的交聯劑；以及 1至2重量百分比的起始劑。
10. 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中所述光學複合材料更包括粒子，其選自二氧化鈦、氧化鋅、硫化鋅、二氧化矽、氧化鋯、三氧化二銻、氧化鋁、六方白碳石、類鑽碳、氯氧化鉍、鈦酸鋇、鈮酸鋰鉀、鈮酸鋰、鉭酸鋰、淡紅銀礦、聚氟烯烴、聚碳酸酯、聚苯乙烯及其任意組合所構成的群組。
11. 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中所述發光材料散布且嵌入於所述樹脂材料中，所述發光材料包括量子點。
12. 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中所述光轉換層包括所述光學複合材料直接接觸並固化於二片基材之間，無需阻氣層的保護。
13. 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中所述光轉換層直接接觸所述導光板。
14. 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中所述光源配置在所述導光板的一側面，以形成側光式結構。
15. 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中所述光源配置在所述導光板的底面，以形成直下式結構。
16. 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，更包括： 反射層，配置在導光板下方，以將所述光源所發射的光反射至所述光轉換層中。