TW201942650A - 量子點膠帶與量子點背光模組 - Google Patents

量子點膠帶與量子點背光模組 Download PDF

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Abstract

本發明提出一種量子點膠帶與量子點背光模組，包含有：一導光板；至少一發光裝置，設置於該導光板之一側；以及一量子點膠帶，貼附於該導光板之一側上。其中該量子點膠帶包含：一本體層，由一透明塑膠材料製成；一黏著層，位於該本體層之一側；以及至少一量子點材料，均勻分散於該本體層。其中，該至少一量子點材料包含紅色量子點材料或綠色量子點材料。

Description

量子點膠帶與量子點背光模組
本發明係關於一種量子點膠帶與量子點背光模組，尤指一種貼附有量子點膠帶的量子點背光模組。
目前市面上的發光二極體背光模組中，光源部份是以藍光發光二極體或紫外光發光二極體加上其他顏色的螢光粉來達成白光的輸出。然而，如此的作法在光譜圖上紅色與綠色的波寬太大而使得在色域上無法與OLED顯示器相比擬。
另外，目前為減少顯像不均現象或熱點所造成的亮暗條紋之方法是以減少光源之間的距離，而此方法勢必需要增加光源的排列數量，無形中增加了生產成本；其次，在導光板的入光面加入微結構，使得導光板製作過程中其微結構之射出並不好控制百分百的品質，且此製作過程必須提高模具的製造成本。
為了藉決上述的各項缺失，本發明提出一種量子點膠帶，包含：一本體層，由一透明塑膠材料所製成；一黏著層，位於該本體層之一側；以及至少一量子點材料，均勻分散於該本體層；其中該至少一量子點材料包含紅色量子點材料或綠色量子點材料。
本發明還提出一種量子點背光模組，包含有：一導光板；至少一發光裝置，設置於該導光板之一側；以及一量子點膠帶，貼附於該導光板之一側上。其中該量子點膠帶包含：一本體層，由一透明塑膠材料製成；一黏著層，位於該本體層之一側；至少一量子點材料，均勻分散於該本體層；以及複數個微結構，設於該本體層相對於該黏著層之另一側。其中，該至少一量子點材料包含紅色量子點材料或綠色量子點材料。藉此，從發光裝置發出的光線激發量子點膠帶中的量子點材料，可使得在光譜圖上紅色與綠色的窄波寬而使得在色域上範圍更大。
以上對本發明的簡述，目的在於對本發明之數種面向和技術特徵作一基本說明。發明簡述並非對本發明的詳細表述，因此其目的不在特別列舉本發明的關鍵性或重要元件，也不是用來界定本發明的範圍，僅為以簡明的方式呈現本發明的數種概念而已。
為能瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：
首先，請參閱圖一所示，其為本發明之量子點膠帶示意圖。本發明提出一種量子點膠帶10，包含有：一本體層12，由一透明塑膠材料所製成；一黏著層14，位於該本體層12之一側；以及至少一量子點材料16，均勻分散於該本體層14；其中該至少一量子點材料16包含紅色量子點材料或綠色量子點材料。
在本實施例中，該透明塑膠材料的材質為對苯二甲酸乙二酯（PET），由於PET材質具有較佳的堅韌性及可撓性，同時具有質量輕薄、耐酸鹼及耐水氧等優勢，且常用於光學碟片、偏光片等光學產品；因此，對苯二甲酸乙二酯（PET）為本發明量子點膠帶本體層12的最佳應用材料。在其他可能的實施例中，該透明塑膠材料還可以是聚碳酸酯（PC）、聚氯乙烯（PVC）或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等常用於膠帶材質的聚合物，本發明不應以此為限。
其中，該本體層12的厚度是介於10微米（μm）至1000微米之間；較佳的厚度是介於50微米至200微米之間；最佳的厚度是100微米。
該黏著層14位於該本體層12之一側，用於貼附於導光板、濾光片或發光裝置等光學器件。在本實施例中，該黏著層14的材質可以是矽膠或丙烯酸系黏著劑，亦可以是天然橡膠材質，本發明不應以此為限。
該至少一量子點材料16均勻分散於該本體層12，該至少一量子點材料16包含紅色量子點材料或綠色量子點材料。在本實施例中，該至少一量子點材料16的顆粒直徑介於1奈米（nm）至10奈米之間，且該綠色量子點材料與紅色量子點材料的質量比值介於10至50之間；在其他可能的實施例中，至少一量子點材料16的數量與種類比例會依據光學器件的改變而有所不同，本發明不應以此為限。
上述該至少一量子點材料16包含第II族與第VI族中的元素形成的第一化合物，第III主族與第V主族中的元素形成的第二化合物，或鈣鈦礦(Perovskite)量子點，第一化合物和/或第二化合物包覆形成核殼結構化合物或摻雜納米晶顆粒。其中，第一化合物包括硒化鎘（CdSe）、碲化鎘（CdTe）、硫化鎂（MgS）、硒化鎂（MgSe）、碲化鎂（MgTe）、硫化鈣（CaS）、硒化鈣（CaSe）、碲化鈣（CaTe）、硫化鍶（SrS）、硒化鍶（SrSe）、碲化鍶（SrTe）、硫化鋇（BaS）、硒化鋇（BaSe）、碲化鋇（BaTe）、硫化鋅（ZnS）、硒化鋅（ZnSe）、碲化鋅（ZnTe）或硫化鎘（CdS），第二化合物包括氮化鎵（GaN）、磷化鎵（GaP）、砷化鎵（GaAs）、氮化銦（InN）、磷化銦（InP）或砷化銦（ InAs）。
將該至少一量子點材料16均勻分散於該本體層12的方法可透過以下方法製造，包含化學溶膠法（chemical colloidal method）透過化學溶膠方式合成，可製作複層（multilayered）量子點，過程簡單且可大量生產。自組成法（self-assembly method）採用化學氣相沉積（chemical vapor deposition）製程，並利用晶格不匹配（lattice mismatch）的原理，使量子點在特定基材表面自聚生長，可大量生產排列規則的量子點。微影蝕刻法（lithography and etching）以光束或電子束直接在基材上蝕刻製作出所要之圖案，由於相當費時因而無法大量生產。分閘法（split-gate approach）以外加電壓的方式在二維量子井平面上產生二維侷限，可改變量子點的形狀與大小。
在本實施例中，量子點膠帶10的製造方法是透過化學溶膠法（chemical colloidal method），其詳細步驟如下：
步驟一：按比例分別選取綠色量子點材料與/或紅色量子點材料，並將兩種量子點材料16溶於有機溶劑中，在將混有量子點材料16的有機溶劑加入對苯二甲酸乙二酯（PET），形成量子點-對苯二甲酸乙二酯（QD-PET）溶液。
其中，該有機溶劑為環己烷、正己烷、乙醇、甲醇、異丙醇、丙酮、 乙酸乙酯、苯甲醚。其中，將混有量子點材料16的的有機溶劑逐滴加入對苯二甲酸乙二酯（PET），其量子點材料占對苯二甲酸乙二酯（PET）的重量百分比率為百分之1至5。
步驟二：將過氧化二苯甲醯（BPO）加入QD-PET溶液中震盪使其充分溶解，將溶解後的溶液冷卻形成散布有綠色量子點材料與/或紅色量子點材料的本體層12。其中，該過氧化二苯甲醯（BPO）占對苯二甲酸乙二酯（PET）的重量百分比率為百分之0.5至1。
步驟三：將矽膠或丙烯酸系黏著劑等黏著材料塗佈於本體層12一側，以形成黏著層14。
步驟四：將經過步驟三處理過後的本體層12進入烤箱中進行烘乾處理，形成本發明之量子點膠帶10。其中，該烘乾溫度約介於攝氏80至100度。
在其他實施例中，量子點膠帶10的製造方法還可以是溶液分散樹脂塗佈法。
另外，請參閱圖二所示，本發明還提出一種量子點背光模組，包含有：一導光板30；至少一發光裝置20，設置於該導光板30之一側；以及一量子點膠帶10，貼附於該導光板30之一側上。其中該量子點膠帶10包含：一本體層12，由一透明塑膠材料製成；一黏著層14，位於該本體層12之一側；至少一量子點材料16，均勻分散於該本體層12；以及複數個微結構120，設於該本體層12相對於該黏著層14之另一側。其中，該至少一量子點材料16包含紅色量子點材料或綠色量子點材料。
其中，該發光裝置20為藍光發光二極體（LED），亦可為節能燈管或冷陰極管，以供使用者具有組裝多樣性之優勢。
在本實施例中，該透明塑膠材料的材質為對苯二甲酸乙二酯（PET），由於PET材質具有較佳的堅韌性及可撓性，同時具有質量輕薄、耐酸鹼及耐水氧等優勢，且常用於光學碟片、偏光片等光學產品；因此，對苯二甲酸乙二酯（PET）為本體層12的最佳應用材料。在其他可能的實施例中，該透明塑膠材料還可以是聚碳酸酯（PC）、聚氯乙烯（PVC）或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等常用於膠帶材質的聚合物，本發明不應以此為限。
其中，該本體層12的厚度是介於10微米（μm）至1000微米之間；較佳的厚度是介於50微米至200微米之間；最佳的厚度是100微米。
黏著層14位於該本體層12之一側，用於貼附於導光板、濾光片或發光裝置等光學器件。在本實施例中，該黏著層14的材質可以是矽膠或丙烯酸系黏著劑，亦可以是天然橡膠材質，本發明不應以此為限。
該至少一量子點材料16均勻分散於該本體層12，該至少一量子點材料16包含紅色量子點材料或綠色量子點材料。在本實施例中，該至少一量子點材料16的顆粒直徑介於1微米（μm）至10微米之間，且該綠色量子點材料與紅色量子點材料的質量比值介於10至50之間；在其他可能的實施例中，量子點材料16的數量與種類比例會依據光學器件的改變而有所不同，本發明不應以此為限。
上述該至少一量子點材料16包含第II族與第VI族中的元素形成的第一化合物，以及第III主族與第V主族中的元素形成的第二化合物，第一化合物和/或第二化合物包覆形成核殼結構化合物或摻雜納米晶顆粒。其中，第一化合物包括硒化鎘（CdSe）、碲化鎘（CdTe）、硫化鎂（MgS）、硒化鎂（MgSe）、碲化鎂（MgTe）、硫化鈣（CaS）、硒化鈣（CaSe）、碲化鈣（CaTe）、硫化鍶（SrS）、硒化鍶（SrSe）、碲化鍶（SrTe）、硫化鋇（BaS）、硒化鋇（BaSe）、碲化鋇（BaTe）、硫化鋅（ZnS）、硒化鋅（ZnSe）、碲化鋅（ZnTe）或硫化鎘（CdS），第二化合物包括氮化鎵（GaN）、磷化鎵（GaP）、砷化鎵（GaAs）、氮化銦（InN）、磷化銦（InP）或砷化銦（ InAs）。
其中圖二為本發明之量子點背光模組的第一實施例示意圖，在本實施例中，量子點背光模組是為側光式背光模組，發光裝置20包含一印刷電路板22、複數個經由支架可運作地安裝於該印刷電路板22上，且與該印刷電路板22上之電路軌跡電氣連接的發光二極體24，以及複數個設置在該印刷電路板22上且覆蓋對應之發光二極體24的光學透鏡26。在本實施例中，該發光裝置20是設置在該導光板30的一側。
該量子點膠帶10是摻雜有紅色量子點材料與綠色量子點材料的透明膠帶，且量子點膠帶10的黏著層14貼附於該導光板30之與該發光裝置20相同的一側上。當該發光裝置20被作動發出光線時，光線經由該量子點膠帶10並激發量子點膠帶10中的至少一量子點材料16，再到達導光板30射出。如此的作法可以得到在光譜圖上紅色與綠色的窄波寬而使得在色域上範圍更大。
更進一步而言，該量子點膠帶10更包含複數個微結構120，該複數個微結構120設於該本體層12相對於該黏著層14之另一側，每一個微結構120的高度與寬度均介於10微米（μm）至1000微米之間，每一個微結構120的形狀為波浪形、圓弧形或折線形，而實際的微結構120形狀可依光線的種類、光線的顏色或欲呈現的圖案作調整，本發明不應以此為限。
該黏著層14使該量子點膠帶10貼附於該導光板30上，藉以使該發光裝置20的光線經由該每一個微結構120的折射後進入該導光板30，以降低光輝度不均的問題；同時使光線發散更好，改善該光源的發光角度，並將熱點所造成的亮暗條紋區域減至較小。
圖三為本發明之量子點背光模組的第二實施例示意圖。與第一實施例不同的是，在本實施例中，於導光板30的每一側上皆貼附有一量子點膠帶10。
圖四為本發明之量子點背光模組的第三實施例示意圖。本實施例之量子點背光模組是為直下式背光模組，在本實施例中，放大顯示圖二發光裝置20中的其中一個發光二極體24和光學透鏡26。與第一和第二實施例不同，在本實施例中，量子點膠帶10是貼附在該光學透鏡26的外側表面上；藉此，從發光二極體24發出的光線激發量子點膠帶10中的至少一量子點材料16。如此的作法可以得到在光譜圖上紅色與綠色的窄波寬而使得在色域上範圍更大。
圖五為本發明之量子點背光模組的第四實施例示意圖。本實施例之量子點背光模組是為直下式背光模組，在本實施例中，放大顯示圖二發光裝置20中的其中一個發光二極體24和光學透鏡26。與第四實施例不同，在本實施例中，量子點膠帶10是貼附在該光學透鏡26的內側表面上；藉此，從發光二極體24發出的光線激發量子點膠帶10中的至少一量子點材料16。如此的作法可以得到在光譜圖上紅色與綠色的窄波寬而使得在色域上範圍更大。
圖六為本發明之量子點背光模組的第五實施例示意圖。本實施例之量子點背光模組是為直下式背光模組，在本實施例中，放大顯示圖二發光裝置中的其中一個發光二極體24和光學透鏡26。與第五實施例不同，在本實施例中20，量子點膠帶10是直接貼附在發光二極體24的表面上；藉此，從發光二極體24發出的光線激發量子點膠帶10中的量子點材料16。如此的作法可以得到在光譜圖上紅色與綠色的窄波寬而使得在色域上範圍更大。
有關於前述之印刷電路板22、發光二極體24、光學透鏡36以及導光板30皆是以耐熱材質所構成，如印刷電路板22的材質可以是電木板、玻璃纖維板或塑膠板；光學透鏡36的材質可以是石英玻璃或壓克力（PMMA）；導光板30的材質可以是壓克力（PMMA）。
綜合以上所述，本發明之量子點膠帶本身具有黏合效果可貼附於該導光板的入光面，或直接貼附於發光二極體上，藉以提升光線的顯色效果，同時降低成本並提升生產速度；另外，具有間隔的微結構設計，使得光線發散更佳，改善光源的發光角度，並減輕熱點所造成的亮暗條紋。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及說明內容所作之簡單變化與修飾，皆仍屬本發明涵蓋之範圍內。
10‧‧‧量子點膠帶
12‧‧‧本體層
120‧‧‧微結構
14‧‧‧黏著層
16‧‧‧量子點材料
20‧‧‧發光裝置
22‧‧‧印刷電路板
24‧‧‧發光二極體
26‧‧‧光學透鏡
30‧‧‧導光板
圖一為本發明之量子點膠帶示意圖。
圖二為本發明之量子點背光模組的第一實施例示意圖。
圖三為本發明之量子點背光模組的第二實施例示意圖。
圖四為本發明之量子點背光模組的第三實施例示意圖。
圖五為本發明之量子點背光模組的第四實施例示意圖。
圖六為本發明之量子點背光模組的第五實施例示意圖。

Claims (11)

  1. 一種量子點膠帶，包含： 　　　　　一本體層，由一透明塑膠材料製成； 　　　　　一黏著層，位於該本體層之一側；以及 　　　　　至少一量子點材料，均勻分散於該本體層； 　　　　　其中該至少一量子點材料包含紅色量子點材料或綠色量子點材 　　　　　料。
  2. 如請求項1所述之量子點膠帶，其中該透明塑膠材料為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、對苯二甲酸乙二酯（PET）或聚碳酸酯（PC）。
  3. 如請求項1所述之量子點膠帶，其中該黏著層材料為為矽膠或丙烯酸系黏著劑。
  4. 如請求項1所述之量子點膠帶，其中該本體層的厚度介於10微米（μm）至1000微米（μm）之間。
  5. 如請求項1所述之量子點膠帶，其中該綠色量子點材料與紅色量子點材料的質量比值介於10至50之間。
  6. 一種量子點背光模組，包含： 　　　　　一導光板； 　　　　　至少一發光裝置，設置於該導光板之一側；以及 　　　　　一量子點膠帶，貼附於該導光板； 　　　　　其中該量子點膠帶包含： 　　　　　　一本體層，由一透明塑膠材料製成； 　　　　　　一黏著層，位於該本體層之一側；以及 　　　　　　至少一量子點材料，均勻分散於該本體層； 　　　　　　其中，該至少一量子點材料包含紅色量子點材料或綠色量子點 　　　　　　材料。
  7. 如請求項6所述之量子點背光模組，其中該量子點膠帶更包含複數個微結構，該複數個微結構設於該本體層相對於該黏著層之另一側。
  8. 如請求項6所述之量子點背光模組，其中該至少一發光裝置為藍光發光二極體（LED）。
  9. 如請求項6所述之量子點背光模組，其中該透明塑膠材料為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、對苯二甲酸乙二酯（PET）或聚碳酸酯（PC）。
  10. 如請求項6所述之量子點背光模組，其中該黏著層材料為為矽膠或丙烯酸系黏著劑。
  11. 如請求項7所述之量子點背光模組，其中每一個該微結構的高度與寬度均介於10微米（μm）至1000微米（μm）之間。
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