TWI523261B - 光源模組 - Google Patents

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Description

光源模組
本發明是有關於一種光源模組，且特別是有關於一種具有量子點(Quantum Dot)元件的光源模組。
隨著科技的發展，人類對電子裝置的依賴性亦與日俱增。現今使用者對於電子裝置通常要求其必須具有高運算效能及尺寸輕薄短小等特點。因此，各種可攜式電子裝置如超級行動電腦(ultra mobile personal computer,UMPC)、平板型電腦(tablet PC)、掌上型電腦(pocket PC)、個人數位助理器(personal digital assistant,PDA)、行動電話(cell phone)及筆記型電腦(notebook PC)應運而生。為了滿足使用者對於這類型可攜式電子裝置的影像效果，具有高畫質的顯示面板也廣泛地被應用。由於顯示面板本身無法發光，所以在顯示面板下方提供有一光源模組作為顯示面板的顯示光源。
量子點是一種具有良好吸光及發光特性的材料，其發光半高寬(Full Width of Half-maximum)窄、發光效率高且具有相當寬的吸收頻譜，因此擁有很高的色彩純度與飽和度，近年來已 逐漸被應用在顯示面板的技術中。為了提高顯示面板色的亮度及飽和度，如何在應用量子點於光源模組中以提升光源模組的發光效能的同時並節省生產成本，成為一項重要的課題。
本發明提供一種光源模組，能夠降低量子點元件的製造成本並提升色彩的飽和度及亮度。
本發明的光源模組包括導光件、至少一發光元件及量子點元件。導光件具有入光面以及出光面。發光元件配置於入光面處，並用以提供第一色光。量子點元件僅用以將第一色光的一部分轉換為第一單色(monochromatic)光，其中第一色光與第一單色光混合為白光。
在本發明的一實施例中，上述的量子點元件配置於導光件的出光面處。
在本發明的一實施例中，上述的導光件在靠近入光面的一側為楔形部，量子點元件於楔形部上方具有遮光部。
在本發明的一實施例中，上述的量子點元件配置於發光元件與導光件之間。
在本發明的一實施例中，光源模組更包括反射件，設置於導光件相對出光面的底面。
在本發明的一實施例中，上述的量子點元件配置在導光件與反射件之間。
在本發明的一實施例中，上述的量子點元件面向導光件的一側具有光學鍍膜，用以反射第一單色光。
在本發明的一實施例中，上述的第一單色光為紅光，第一色光包括藍光及綠光。
在本發明的一實施例中，上述的第一色光更包括黃光。
在本發明的一實施例中，上述的發光元件包括藍光發光二極體晶片與綠光燐光體，其中綠光燐光體用以將藍光發光二極體晶片提供的部分的藍光轉換為綠光。
在本發明的一實施例中，上述的發光元件包括藍光發光二極體晶片與綠光發光二極體晶片。
在本發明的一實施例中，上述的第一單色光為紅外光。
在本發明的一實施例中，上述的紅外光的波長為850nm至940nm之間。
在本發明的一實施例中，光源模組更包括至少一增亮片，其中量子點元件設置於增亮片與出光面之間。
基於上述，在本發明的光源模組中，量子點元件僅需轉換一特定波長的光線，因此能夠有效地降低生產成本並且提升第一單色光的飽和度。
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。
100、100a、200、300、400‧‧‧光源模組
110、210、310、410‧‧‧導光件
112、212‧‧‧入光面
113‧‧‧底面
114‧‧‧出光面
120、120a、220、320、420‧‧‧發光元件
122、122a‧‧‧藍光發光二極體晶片
124‧‧‧綠光燐光體
124a‧‧‧綠光發光二極體晶片
130、230、330、430‧‧‧量子點元件
134‧‧‧一側
135‧‧‧光學鍍膜
140‧‧‧增亮片
150、350‧‧‧反射件
213‧‧‧楔形部
234‧‧‧遮光部
L‧‧‧第一色光
B‧‧‧藍光
G‧‧‧綠光
R‧‧‧第一單色光
W‧‧‧白光
圖1A為本發明的一實施例的光源模組的剖面圖。
圖1B為本發明另一實施例的光源模組的示意圖。
圖2A為本發明又一實施例的光源模組的示意圖。
圖2B為本發明再一實施例的光源模組的示意圖。
圖2C為本發明再一實施例的光源模組的示意圖。
圖1A為本發明的一實施例的光源模組的剖面圖。請參考圖1A，本實施例的光源模組100包括導光件110、至少一發光元件120及量子點元件130。導光件110具有入光面112以及出光面114。發光元件120配置於入光面112處，並用以提供第一色光L。量子點元件130僅用以將第一色光L的一部分轉換為第一單色光R，其中第一色光L與第一單色光R混合為白光W。
在本實施例中，光源模組100可以是作為手機或平板電腦中的顯示面板所需的顯示光源。舉例而言，在圖1A中，量子點元件130是設置於導光件110的出光面114上。發光元件120提供的第一色光L從導光件110的出光面114射出後，部分的第一色光L被量子點元件130轉換為第一單色光R。本實施例的量子點元件130是由多個量子點塗佈在一膜片上，且藉由調整量子點的粒徑大小能夠調整轉換出的光線的波長。換言之，若量子點元件130僅須將第一色光L轉換成具有單一波長的第一單色光R， 則量子點元件130的量子點就只需要相同的粒徑，對於降低光源模組100的生產成本，有很大的幫助。
更細部的來說，量子點元件130係由二片透明板與夾於此二片透明板之間的量子點層所構成。量子點層包含均質、同大小、且/或單一種的量子點。同時，上述之第一色光L係由一第二單色光與一第三單色光組成，且第二單色光可以為藍光B而第三單色光可以為綠光G。量子點元件130僅用以將第一色光L中的單一種單色光的部份轉換為第一單色光R，例如是將藍光B的部份轉換為第一單色光R，且讓藍光B其餘的部份與綠光G通過。其中通過的藍光B其餘的部份與綠光G，又與由藍光B的部份轉換而來的第一單色光R，混合為白光W。
在本發明其他未繪式的實施例中，第一色光所包含的第二單色光與第三單色光可以分別為藍光與紅光，且透過量子點元件轉換而成的第一單色光為綠光。此時，量子點元件所包含的量子點可以配置為將第二單色光與第三單色光的其中一種單色光的部份轉換為第一單色光，例如將第二單色光的部份轉換為第一單色光，或是將第三單色光的部份轉換為第一單色光。
另外，由於量子點元件130採用單一粒徑的量子點材料，因此要讓單一粒徑的量子點材料在膜片上平均分布是較為容易的，可提升量子點元件130的製造良率。反之，若量子點元件130需採用多種粒徑的量子點材料，且不同粒徑的量子點材料都需要平均分布在膜片上，製程難度會大幅提高，且製造良率也會低上 許多。
在圖1A中，發光元件120所提供的第一色光L可以是由藍光B與綠光G組成，且量子點元件130包括了多個具有相同粒徑(例如是5μm)的量子點。這些量子點能夠將部份的第一色光L僅轉換為第一單色光R，且第一單色光R為紅光。接著，由藍光B與綠光G組成的第一色光L與具有紅光波長的第一單色光R能夠混合成光源模組100所需的白光W。在本實施例中，綠光G是由發光元件120直接提供，而不須利用量子點元件130進行轉換，因此具有較佳的光利用率而更能夠提高光源裝置100的亮度。此外，藉由量子點元件130轉換的光線具有演色性佳的優點。因此，若具有紅光波長的第一單色光R由量子點元件130轉換成，則顯示面板所呈現的紅色的飽和度就能夠被提高。
在圖1A中，發光元件120設置於導光件110側邊的入光面112，且發光元件120包括第二單色光發光二極體晶片122與第三單色光發色光燐光體124，例如是藍光發光二極體晶片122與綠光燐光體124。綠光燐光體124用以將藍光發光二極體晶片122提供的部分的藍光B轉換為綠光G，使得發光元件120能夠提供藍光B及綠光G。然而，本發明在此並不限制發光元件120的構成，以下再舉一實施例說明光源模組的配置上的變化。
圖1B為本發明另一實施例的光源模組的示意圖。在圖1B中，光源模組100a與圖1A的光源模組100的差異僅在圖1B的發光元件120a組合結構的不同。圖1B的發光元件120a設置於 導光件110的側邊，並包括第二單色光發光二極體晶片122a與第三單色光發光二極體晶片124a，例如為藍光發光二極體晶片122a與綠光發光二極體晶片124a。發光元件120a能夠藉由藍光發光二極體晶片122a及綠光發光二極體晶片124a提供由藍光B及綠光G混成的第一色光L，並與量子點元件130轉換的第一單色光R混成白光W。
在上述實施例中，第一色光L由藍光B與綠光G組成。然而，本發明並不限於此。在本發明其他未繪示的實施例中，第一色光L也可以為其他波長的光線所混成，且第一單色光R也可以是具有其他波長的光線。舉例而言，光源模組100也可以是應用在智慧型手機或平板電腦等電子裝置中的螢幕，以作為螢幕的背光模組。第一單色光R也可以為紅外光，其波長可以是850nm至940nm之間。又或是量子點元件130所包含的量子點可將部份的第一色光L轉換為具有一單色可見光與一不可見紅外光的第一單色光R。相對應地，在智慧型手機或平板電腦中相對於光源模組射出光線之一側更設置有一紅外光感測器或一可感測紅外光之彩色影像感測器(未繪示)，此種感測器能夠藉由感測第一單色光R中紅外光部份的反射光而判定使用者在智慧型手機或平板電腦外的手勢變化，進而對應產生控制信號。
此外，在圖1A的實施例中，光源模組100更包括一反射件150，設於導光件110相對出光面114的底面113，導光件110配置在量子點元件130與反射件150之間。此外，量子點元件130 面向導光件110的一側134具有光學鍍膜135，用以反射第一單色光R，且光學鍍膜135位於導光件110與量子點元件130之間。換言之，當第一單色光R自導光件110的出光面114射出進入量子點元件130之後，設置於量子點元件130面向導光件110的光學鍍膜135，能夠避免第一單色光R再射回導光件110，以提升光源模組100的發光效率。此外，光源模組100更可包括至少一增亮片140，其中量子點元件130設置於增亮片140與出光面114之間。增亮片140能夠偏折光線至正面視角方向，具集光增亮效果。因此更能夠提升光源模組100的亮度。
然而，本發明並不限制光源模組100其結構形式如圖1A所示，以下再舉實施例說明。圖2A為本發明又一實施例的光源模組的示意圖。在圖2A中，光源模組200的導光件210在靠近入光面212的一側為楔形部213，量子點元件230於楔形部213上方並具有遮光部234。楔形部213用於將發光元件220提供的大部分光線都導入導光件210內，而導光件210的其餘部分則可保持極薄的厚度，以減少光源模組200的整體厚度。遮光部234能夠將自導光件210邊緣射出的光線遮蓋，避免光源模組200產生漏光的現象。此外，本發明也不限制量子點元件設置於出光面上。圖2B為本發明再一實施例的光源模組的示意圖。在圖2B中，光源模組300的量子點元件330配置在導光件310與反射件350之間，使得發光元件320射出的第一色光L可被量子點元件330轉換成白光W。另外，圖2C為本發明再一實施例的光源模組的示意圖。在圖2C中，光源模組400的量子點元件430配置於發光元件420與導 光件410之間。
綜上所述，在本發明的光源模組中，量子點元件僅需轉換一特定波長的光線。當發光元件發出的第一色光自出光面射出時，量子點元件僅將第一色光的一部分轉換為第一單色光，使得第一色光與第一單色光混合為白光。本發明的量子點元件僅需轉換一特定波長的光線，因此能夠有效地降低量子點元件的生產成本。此外，當量子點元件轉換的第一單色光為紅光時，能夠提升顯示面板所顯示的畫面中紅色的飽和度。當發光元件的第一色光由藍光及綠光組成時，因為綠光由發光元件直接提供而不須再利用量子點元件轉換，所以更可以增加光源模組的亮度。
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。
100‧‧‧光源模組
110‧‧‧導光件
112‧‧‧入光面
113‧‧‧底面
114‧‧‧出光面
120‧‧‧發光元件
122‧‧‧藍光發光二極體晶片
124‧‧‧綠光燐光體
130‧‧‧量子點元件
134‧‧‧一側
135‧‧‧光學鍍膜
140‧‧‧增亮片
150‧‧‧反射件
L‧‧‧第一色光
B‧‧‧藍光
G‧‧‧綠光
R‧‧‧第一單色光
W‧‧‧白光

Claims (38)

  1. 一種光源模組，包括：一導光件，具有一入光面以及一出光面；至少一發光元件，配置於該入光面處，並用以提供一第一色光；以及一量子點元件，僅用以將該第一色光的一部分轉換為一第一單色光，其中該第一色光包括一第二單色光以及一第三單色光，且該第一單色光、該第二單色光以及該第三單色光混合為白光，該量子點元件面向該導光件的一側具有一光學鍍膜，用以反射該第一單色光，且該光學鍍膜位於該導光件與該量子點元件之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該量子點元件配置於該導光件的該出光面處。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的光源模組，其中該導光件在靠近該入光面的一側為一楔形部，該量子點元件於該楔形部上方具有一遮光部。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該量子點元件配置於該發光元件與該導光件之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，更包括一反射件，該反射件設置於該導光件相對該出光面的一底面。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的光源模組，其中該量子點元件配置在該導光件與該反射件之間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該第一單色 光為紅光，該第一色光包括藍光及綠光。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的光源模組，其中該第一色光更包括黃光。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的光源模組，其中該發光元件包括一藍光發光二極體晶片與一綠光燐光體，其中該綠光燐光體用以將該藍光發光二極體晶片提供的部分的藍光轉換為綠光。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的光源模組，其中該發光元件包括一藍光發光二極體晶片與一綠光發光二極體晶片。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該第一單色光為一紅外光。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的光源模組，其中該紅外光的波長為850nm至940nm之間。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，更包括至少一增亮片，其中該量子點元件設置於該增亮片與該出光面之間。
  14. 一種光源模組，包括：一導光件，具有一入光面以及一出光面；至少一發光元件，配置於該入光面處，並用以提供一第一色光；以及一量子點元件，僅用以將該第一色光的一部分轉換為一第一單色光，其中該第一色光與該第一單色光混合為白光，該導光件在靠近該入光面的一側為一楔形部，該量子點元件於該楔形部上方具有一遮光部。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的光源模組，其中該量子點元件配置於該導光件的該出光面處。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的光源模組，其中該量子點元件配置於該發光元件與該導光件之間。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的光源模組，更包括一反射件，該反射件設置於該導光件相對該出光面的一底面。
  18. 如申請專利範圍第14項所述的光源模組，其中該量子點元件配置在該導光件與該反射件之間。
  19. 如申請專利範圍第14項所述的光源模組，其中該量子點元件面向該導光件的一側具有一光學鍍膜，用以反射該第一單色光。
  20. 如申請專利範圍第14項所述的光源模組，其中該第一單色光為紅光，該第一色光包括藍光及綠光。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的光源模組，其中該第一色光更包括黃光。
  22. 如申請專利範圍第20項所述的光源模組，其中該發光元件包括一藍光發光二極體晶片與一綠光燐光體，其中該綠光燐光體用以將該藍光發光二極體晶片提供的部分的藍光轉換為綠光。
  23. 如申請專利範圍第20項所述的光源模組，其中該發光元件包括一藍光發光二極體晶片與一綠光發光二極體晶片。
  24. 如申請專利範圍第14項所述的光源模組，其中該第一單色光為一紅外光。
  25. 如申請專利範圍第24項所述的光源模組，其中該紅外光的波長為850nm至940nm之間。
  26. 如申請專利範圍第14項所述的光源模組，更包括至少一增亮片，其中該量子點元件設置於該增亮片與該出光面之間。
  27. 一種光源模組，包括：一導光件，具有一入光面以及一出光面；至少一發光元件，配置於該入光面處，並用以提供一第一色光；以及一量子點元件，僅用以將該第一色光的一部分轉換為一第一單色光，其中該第一色光與該第一單色光混合為白光，且該量子點元件配置於該發光元件與該導光件之間。
  28. 如申請專利範圍第27項所述的光源模組，其中該量子點元件配置於該導光件的該出光面處。
  29. 如申請專利範圍第27項所述的光源模組，更包括一反射件，該反射件設置於該導光件相對該出光面的一底面。
  30. 如申請專利範圍第27項所述的光源模組，其中該量子點元件配置在該導光件與該反射件之間。
  31. 如申請專利範圍第27項所述的光源模組，其中該量子點元件面向該導光件的一側具有一光學鍍膜，用以反射該第一單色光。
  32. 如申請專利範圍第27項所述的光源模組，其中該第一單色光為紅光，該第一色光包括藍光及綠光。
  33. 如申請專利範圍第32項所述的光源模組，其中該第一色光更包括黃光。
  34. 如申請專利範圍第32項所述的光源模組，其中該發光元件包括一藍光發光二極體晶片與一綠光燐光體，其中該綠光燐光體用以將該藍光發光二極體晶片提供的部分的藍光轉換為綠光。
  35. 如申請專利範圍第32項所述的光源模組，其中該發光元件包括一藍光發光二極體晶片與一綠光發光二極體晶片。
  36. 如申請專利範圍第27項所述的光源模組，其中該第一單色光為一紅外光。
  37. 如申請專利範圍第36項所述的光源模組，其中該紅外光的波長為850nm至940nm之間。
  38. 如申請專利範圍第27項所述的光源模組，更包括至少一增亮片，其中該量子點元件設置於該增亮片與該出光面之間。
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