TWI615573B - 背光模組及其製造方法 - Google Patents

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TWI615573B
TWI615573B TW105126948A TW105126948A TWI615573B TW I615573 B TWI615573 B TW I615573B TW 105126948 A TW105126948 A TW 105126948A TW 105126948 A TW105126948 A TW 105126948A TW I615573 B TWI615573 B TW I615573B
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黃紀禎
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Abstract

本發明提供一種背光模組，包含熱傳導板、第一光學膜、複數量子點膜以及複數光源。熱傳導板具有第一熱傳導係數，第一光學膜與熱傳導板貼合，並具有小於第一熱傳導係數之第二熱傳導係數。第一光學膜並且包含：反射面以及分佈其上之複數第一出光孔。反射面係形成於第一光學膜背向熱傳導板之一側，複數個量子點膜片則彼此相間隔地貼合於反射面上，且複數個光源分別對應於該些量子點膜片設置。該些光源產生之光線分別經該些量子點膜片激發後產生激發光線，該激發光線係直接或經該反射面反射後穿過該些第一出光孔及該熱傳導板後射出。

Description

背光模組及其製造方法
本發明係關於一種背光模組；具體而言，本發明係關於一種採用量子點之背光模組。
量子點依其粒子大小而有不同的激發後光波長，從而發出色光。由於其高色域之特長，發色精準且色彩飽和度高，在顯示器市場上具有相當潛力。量子點本身可發光，然目前於顯示器中亦常作為濾光材料，如作為濾光層及/或作成量子點膜(Quantum dot film,QD film)，並搭配光源如發光二極體發光，或者，用在色彩的較準上。
由於量子點的成本不低，因此在設計及使用上力求精準。舉例來說，在沿光源垂直顯示面方向上投影的位置設置量子點或量子點膜；換言之，在偏離光源投影位置之處，基於成本或效益上的考量，沒有或少有量子點之佈設。因此，如圖1A~1B所示，在一具有陣列式光源920分佈的顯示裝置9中，量子點膜910對應光源920而於濾光層900亦呈現陣列式分佈
然而，量子點受到來自光源920的光波激發時，也伴隨熱的產生；產生的熱影響顯示面板90。由於量子點於濾光層900上之陣列式分 佈，產生的熱係造成面板溫度的差異，從而造成顯示面板90不均勻的內應力，導致顯示裝置9不均勻漏光現象。
本發明的目的之一在於提供一種背光模組，提升光學品味，提高顯示畫面的品質。
本發明的另一目的在於提供一種背光模組的製造方法，提供一種提升光學品味、亦提高顯示畫面的品質的背光模組。
本發明的背光模組包含熱傳導板、第一光學膜、複數量子點膜以及複數光源。該熱傳導板具有第一熱傳導係數，第一光學膜與該熱傳導板貼合並有小於第一熱傳導係數之第二熱傳導係數。第一光學膜並且包含：反射面以及分佈其上之複數第一出光孔。反射面係形成於第一光學膜背向熱傳導板之一側，複數個量子點膜片則彼此相間隔地貼合於反射面上，且複數個光源分別對應於該些量子點膜片設置。該些光源產生之光線分別經該些量子點膜片激發後產生激發光線，該激發光線係直接或經該反射面反射後穿過該些第一出光孔及該熱傳導板後射出。
本發明的背光模組之製造方法包含步驟：貼合具有第一熱傳導係數之熱傳導板於第一光學膜上；其中，該第一光學膜並具有小於該第一熱傳導係數之第二熱傳導係數，且包含形成於第一光學膜背向該熱傳導板一側的反射面；步驟：在貼合具有第一熱傳導係數之熱傳導板於該第一光學膜上之後，於第一光學膜上形成複數第一出光孔。
本發明的背光模組之製造方法進一步包含步驟：於該反射面上彼此相間隔地貼合複數個量子點膜片；以及步驟：於熱傳導板上形成有 複數孔洞分別與該些第一出光孔連通。
〔本發明〕
1‧‧‧顯示裝置
10‧‧‧背光模組
100‧‧‧熱傳導板
100a‧‧‧低熱導膜
1000、1000a‧‧‧孔洞
140‧‧‧塑料基底層
150‧‧‧石墨層
160‧‧‧塑料頂層
20‧‧‧顯示模組
200‧‧‧片材/板材
210‧‧‧第一光學膜
220‧‧‧第二光學膜
2000‧‧‧反射面
2000a‧‧‧第一出光孔
2000b‧‧‧第二出光孔
300‧‧‧量子點膜片
310‧‧‧透光膜
400‧‧‧光源
400’‧‧‧投影
Q‧‧‧區塊
〔習知技術〕
9‧‧‧顯示裝置
90‧‧‧顯示面板
910‧‧‧量子點膜片
920‧‧‧光源
圖1A~1B所示為習知背光模組之分解圖與剖視圖；圖2A所示為本發明背光模組實施例之分解圖；圖2B所示為圖2A所示實施例之剖視圖；圖3A所示為本發明背光模組另一實施例之分解圖；圖3B所示為圖3A所示實施例之剖視圖；圖4A所示為本發明背光模組另一實施例之分解圖；圖4B所示為圖4A所示實施例之剖視圖；圖5所示為本發明板材實施例之俯視圖；圖6所示為本發明板材實施例部分結構之剖視圖；圖7A~7B所示為本發明其他板材實施例之剖視圖；圖8A與8B所示為本發明背光模組之製造流程圖；圖9A~9D所示為背光模組之製造的示意圖；圖10A~10B所示為背光模組之製造的其他實施例之示意圖；以及圖11A~11B所示為背光模組之製造的其他實施例之示意圖。
如圖2A~2B所示顯示裝置1實施例，本發明背光模組10包含熱傳導板100、第一光學膜210、光源400以及量子點膜片300。其中熱傳導板100、第一光學膜210以及量子點膜片300可依序依離光源400之遠近設置於背光模組10內。其中，第一光學膜210設置於背向熱傳導板1000之一側， 且其上形成有反射面2000。在本發明較佳實施例中，第一光學膜210上分佈複數第一出光孔2000a。
熱傳導板100具有第一熱傳導係數q1。熱傳導板100之材質，舉例來說，為金屬如鋁、合金，或者石墨、石墨烯；此外，熱傳導板100的材質具有大於10W/mK、且較佳大於50W/mK之第一熱傳導係數q1。第一光學膜210具有小於第一熱傳導係數q1之第二熱傳導係數q2。舉例來說，第一光學膜210之材料可為超細微發泡光反射板(micro cell PET,MCPET)。
熱傳導板100與第一光學膜210間，可透過如膠黏、表面能或其他方式貼合，從而構成本發明背光模組10內的一片材/板材200。如圖2B所示，片材/板材200至少含有兩層，其中一層有反射性，如第一光學膜210構成之反射層及其反射面2000；另一具有熱傳導性，且為在第一光學膜210背向反射面2000一側疊置於第一光學膜210的層，例如熱傳導板100構成之熱導層。在本發明一實施例中，熱傳導板100具有不小於0.03mm的厚度；在另一實施例中，熱傳導板100為厚度0.1mm的鋁板，並搭配厚度0.7mm的MCPET第一光學膜210。
前述之量子點膜片300，在本發明較佳實施例中，於背光模組10內係較前述之反射層及熱導層接近光源400。如圖2A~2B所示實施例，量子點膜片300設置於第一光學膜210之反射面2000；另一方面，本發明背光模組10較佳有複數量子點膜片300。如圖2A~2B所示，複數量子點膜片300彼此相間隔地貼合於第一光學膜210之反射面2000上；或者，如圖3A~3B所示，複數量子點膜片300先貼在一層透光膜310上，再將所述透光膜310貼至反射面2000上。
在具有複數量子點膜片300的背光模組10內，較佳設有複數光源400，且該些光源400較佳分別對應該些量子點膜片300設置。各光源400 產生之光分別經過所對應之量子點膜片300，並產生激發光。接著，激發光穿過第一光學膜210的第一出光孔2000a、再經熱傳導板100射出，或者，激發光經過反射面2000的反射而後射出。其中熱傳導板100且較佳具有可透光性。藉由熱傳導板100的設置，量子點產生的熱得有效分散而非集中影響顯示面板20，從而改善面板溫度的差異現象，解決不均勻漏光的問題。
在本發明另一較佳實施例中，如圖4A~4B所示，熱傳導板100上形成複數孔洞1000作為光出射的孔道。其中熱傳導板100具有可透光性，亦可為不透光材質。該些孔洞1000係與第一光學膜210的複數第一出光孔2000a對應；當熱傳導板100與第一光學膜210結合，該些孔洞1000與複數第一出光孔2000a對應並且相互連通。換句話說，在本發明背光模組含至少兩層的片材/板材200上，形成有開口分別在反射面2000以及熱傳導板100表面的通孔。
本發明背光模組10之第一光學膜210進一步具有複數區塊，且這些區塊與前述之複數光源400對應。如圖2A、3A、4A及5所示，第一光學膜210具有複數區塊Q；在背光模組10內，該些區塊Q分別與多個光源400對應。此時，如圖5所示，光源400於區塊Q上之投影400’大致位於區塊Q中心。
如上所述，第一光學膜210上分佈複數第一出光孔2000a；該些第一出光孔2000a係構成第一光學膜210之開口。開口數量以及開口大小共同貢獻作為第一光學膜210之開口面積，且第一光學膜210每單位區域之開口數量以及開口大小貢獻第一光學膜210之單位開口面積。在本發明較佳實施例中，各區塊Q內之第一出光孔2000a構成之單位開口面積比率由區塊Q之中心位置朝區塊Q之外側遞增；換句話說，離光源投影400’之位置愈遠， 單位開口面積亦愈大。舉例來說，光源400於第一光學膜210上之垂直投影400’處沒有第一出光孔2000a的分佈；隨著離投影400’愈遠，第一出光孔2000a有愈大孔徑。
如上所述，複數量子點膜片300與複數光源400對應設置；進一步而言，如圖5所示，量子點膜片300之面積大於光源400出光面的面積，且光源400於量子點膜片300上之投影全部落入膜片300之範圍內。因此，光源400在大角度上的出光亦可入射量子點，從而產生激發光線。
如上所述，複數量子點膜片300彼此相間隔地貼合於第一光學膜210之反射面2000上。進一步而言，複數量子點膜片300可彼此相間隔，且分佈於各區塊Q中。在本發明較佳實施例中，量子點膜片300之面積小於區塊Q面積；另一方面，量子點膜片300涵蓋的範圍不但包含區塊Q內至少部分有第一出光孔2000a分佈的區域，通常亦涵蓋區塊Q內沒有第一出光孔2000a分佈的區域，例如光源400的投影400’處。
再者，各量子點膜片300可設置於第一光學膜210之各區塊Q的中心位置；此外，光源400對齊區塊Q之中心，且於量子點膜片300上之投影不但全部落入膜片之範圍內，並係大致位於量子點膜片300的中心。
如上所述，熱傳導板100之材質可為金屬如鋁、合金，或者石墨、石墨烯。圖6所示係為以石墨為熱導材質之熱傳導板100。如圖6所示，該熱傳導板100在石墨層150外，可再包含塑料層覆蓋石墨。在圖6之實施例中，熱傳導板100包含塑料基底層140與塑料頂層160，其中石墨層150設置於塑料基底層140上，塑料頂層160再覆蓋於石墨層150上。來自第一光學膜210的熱則經過塑料基底層140而抵達石墨層150。在較佳實施例中，塑料基底層140可較塑料頂層160具有更好的熱傳導效果；而石墨層150的熱傳導效果較佳更優於塑料基底層140及塑料頂層160。
石墨層150係促進熱傳導板100之橫向/面延伸方向的熱傳導，因此當熱經過塑料基底層140傳至石墨層150後，石墨層150則可以更快的速度進行橫向的熱傳導。除石墨外，本層亦可以其他熱傳導性優良的金屬或非金屬材質來製成，或者形成為疊層。此外，在包含石墨等熱導材質之熱傳導板100中，亦可進一步含其他熱導材質，例如金屬的銅、鋁，來取代前述之塑料層，如塑料基底層140與塑料頂層160。
在其他實施例中，除第一光學膜210以及熱傳導板100外，背光模組10可進一步包含其他熱導層；該些熱導層可採用與熱傳導板100相異、或者相同之材料。較佳而言，該些熱導層具相異之熱傳導係數。
以圖7A所示為例，背光模組內進一步包含低熱導膜100a；此處之低熱導係相對於具有較高之第一熱傳導係數q1的熱傳導板100而言，即低熱導膜100a具有小於第一熱傳導係數q1的第三熱傳導係數q3。除了並非所有熱導層皆要求高熱導係數外，在熱傳導板100外再設置一熱導層可促進熱傳導板100之導熱，並進一步降低溫度以及溫度差異。此外，低熱導膜100a可與第一光學膜210及熱傳導板100透過如膠黏等方式結合，構成片材/板材200。依此類推，多個熱導板、熱導膜亦可相疊合，構成具複數熱導層之片材/板材200；不但提供全面之熱傳導與疏導，也提高片材/板材200結構的強度。
一例示的實施方式為，熱傳導板100以石墨作為主要材料及熱導材料，並搭配材料為金屬或合金的低熱導膜100a；其中低熱導膜100a可設置於熱傳導板100背向第一光學膜210的一側。另一方面，亦可直接以低熱導膜100a以及第一光學膜210一同夾覆石墨層；此時低熱導膜100a與第一光學膜210取代前述塑料層來覆蓋石墨的熱傳導板100，且低熱導膜100a與熱傳導板100一同進行熱傳導與疏導，並提高片材/板材200結構的強度。 較佳而言，該低熱導膜100a及其他熱導層亦形成孔洞1000a，與孔洞1000及第一出光孔2000a對應連通。
在又其他實施例中，除第一光學膜210以及熱傳導板100外，本發明背光模組10可進一步包含其他反射性層。以圖7B所示為例，背光模組內進一步包含第二光學膜220。第二光學膜220較佳設置於熱傳導板100背向第一光學膜210的一側；換句話說，第二光學膜220靠近顯示面。當第二光學膜220與第一光學膜210及熱傳導板100結合構成片材/板材200，第二光學膜220係與第一光學膜210一同將熱傳導板100夾置其間。第二光學膜220一方面可在背光模組10與顯示模組20間進行光反射，提升顯示裝置1的光學效果；另一方面，片材/板材200兩側光學膜210、220的設置產生對稱之結構，減少變形發生，進一步亦延長顯示裝置1壽命。
此外，第二光學膜220上較佳形成複數第二出光孔2000b；該些第二出光孔2000b不僅貫穿第二光學膜220，且在第一光學膜210上之垂直投影位置與該些第一出光孔2000a至少部分重疊。
本發明亦包含背光模組之製造方法；進一步來說，係關於前述背光模組之製造方法。
如圖8A與9A所示，該製造方法包含步驟810：貼合具有第一熱傳導係數之熱傳導板於第一光學膜上。所述第一光學膜並有小於第一熱傳導係數之第二熱傳導係數，且包含形成於第一光學膜背向熱傳導板一側的反射面。步驟810係形成如圖9B所示之片材/板材200。
再如圖8A與9C所示，步驟820係：在貼合具有第一熱傳導係數之熱傳導板於第一光學膜上之後，於第一光學膜上形成複數第一出光孔。該些第一出光孔2000a較佳於第一光學膜210上呈多個具有相似分佈形態之孔區，如前述之區塊Q。區塊Q之面積與其內第一出光孔2000a的分佈形 態，舉例來說，依光源400種類、排置方式以及與第一光學膜210間距離等等參數來設計。
區塊Q內之第一出光孔2000a，舉例來說，可以光源400於區塊Q上投影的位置為基準：離所述投影400’位置愈遠、第一出光孔2000a構成之單位開口面積比率遞增。舉例來說，光源400於區塊Q上垂直投影400’之處沒有第一出光孔2000a的分佈；隨著離投影400’愈遠，第一出光孔2000a有愈大孔徑。此外，光源400於區塊Q上之垂直投影400’較佳大致位於區塊Q的中心。
在步驟820後，請參考圖2B、3B與4B，可於第一光學膜210的反射面2000上彼此相間隔地貼合複數個量子點膜片300；在一些實施例中，多個量子點膜片或量子點區域係預先設置於透光基板上，並依照欲搭配之第一光學膜210及其區塊Q，彼此相互間隔。
舉例來說，對應各個區塊Q分別設置該些量子點膜片300，其中該些量子點膜片300、或者量子點區域的面積較佳小於區塊Q的面積；此外，將每一量子點膜片300分別貼合於區塊Q之中心位置。
量子點膜片300、或者量子點區域的面積更佳大於光源400於第一光學膜210上之垂直投影400’面積。當量子點膜片300貼合於區塊Q，其覆蓋區塊Q內至少部分有第一出光孔2000a分佈的區域，通常亦涵蓋區塊Q內沒有第一出光孔2000a分佈的區域，例如光源400的投影400’處。
本發明背光模組之製造方法進一步包含步驟830：於熱傳導板上形成有複數孔洞分別與該些第一出光孔連通。請參考圖4B，或是如圖9C~9D所示，該些通孔開口於第一光學膜210的反射面2000以及熱傳導板100相反於第一光學膜210側的表面。
在本發明其他實施例中，如圖8B所示，於步驟810後，如圖 10A~10B之示意，係進行步驟840：在貼合具有第一熱傳導係數之熱傳導板於第一光學膜上之後，於第一光學膜及熱傳導板上分別形成複數第一出光孔以及對應之複數孔洞，其中該些第一出光孔及各自對應之孔洞連通；換言之，同時貫通熱傳導板100及第一光學膜210以同時產生連通之孔洞1000與第一出光孔2000a。步驟840之結果相當於進行步驟820與830之結果。
在又另一實施例中，係進一步包含製備具有複數第一出光孔2000a的第一光學膜210；此時，在步驟810中，如圖11A~11B，熱傳導板100係貼合於所述具有複數第一出光孔2000a的第一光學膜210上。
本發明背光模組之製造，進一步包含於熱傳導板100外，再設置其他熱導層。舉例來說，係在熱傳導板100背向第一光學膜210之一面貼合低熱導膜100a。此處之低熱導係相對於具有較高之第一熱傳導係數q1的熱傳導板100而言，即低熱導膜100a具有小於第一熱傳導係數q1的第三熱傳導係數q3。
背光模組之製造，進一步包含於第一光學膜210外，再設置其他反射性層。舉例來說，係在熱傳導板100背向第一光學膜210之一面貼合第二光學膜220。第二光學膜220可具有複數第二出光孔2000b，貫穿第二光學膜220；第二出光孔2000b在第一光學膜210上之垂直投影位置並分別與該些第一出光孔2000a至少部分重疊。
第二光學膜220或可不具有出光孔。此外，在貼合第二光學膜220於熱傳導板100後，可進一步於第二光學膜220上形成複數第二出光孔2000b與孔洞1000及第一出光孔2000a連通。
本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含 於本發明之範圍內。
1‧‧‧顯示裝置
10‧‧‧背光模組
100‧‧‧熱傳導板
1000‧‧‧孔洞
20‧‧‧背光模組
210‧‧‧第一光學膜
2000a‧‧‧第一出光孔
300‧‧‧量子點膜片
400‧‧‧光源
Q‧‧‧區塊

Claims (12)

  1. 一種背光模組，包含：一熱傳導板，具有一第一熱傳導係數；一第一光學膜，與該熱傳導板貼合，並具有小於該第一熱傳導係數之一第二熱傳導係數；其中，該第一光學膜包含：一反射面，形成於該第一光學膜背向該熱傳導板之一側；以及複數第一出光孔，分佈於該第一光學膜上；複數量子點膜片，彼此相間隔地貼合於該反射面上；以及複數個光源，分別對應於該些量子點膜片設置；其中，該些光源用以產生光線而分別經該些量子點膜片激發後產生激發光線，該激發光線係直接或經該反射面反射後穿過該些第一出光孔及該熱傳導板後射出。
  2. 如請求項1所述之背光模組，其中該熱傳導板上形成有複數孔洞分別與該些第一出光孔連通。
  3. 如請求項2所述之背光模組，其中該第一光學膜具有複數個區塊分別對應於該些光源；每一該些區塊內該些第一出光孔之單位開口面積比率由該區塊之中心位置朝該區塊之外側遞增，該些量子點膜片之面積小於該些區塊之面積，且每一該量子點膜片分別貼合於該些區塊之中心位置。
  4. 如請求項1所述之背光模組，其中該第一熱傳導係數係大於10W/mK。
  5. 如請求項4所述之背光模組，其中該第一熱傳導係數係大於50W/mK。
  6. 如請求項1所述之背光模組，進一步包含一低熱導膜貼合於該熱傳導板背向該第一光學膜之一面；其中，該低熱導膜具有一第三熱傳導係數，該第三熱傳導係數小於該第一熱傳導係數。
  7. 如請求項1所述之背光模組，其中該熱傳導板包含：一塑料基底層；一石墨層，設置於該塑料基底層上；以及一塑料頂層，覆蓋於該石墨層上。
  8. 一種光學膜的製造方法，包含下列步驟：貼合具有一第一熱傳導係數之一熱傳導板於一第一光學膜上；其中，該第一光學膜並具有小於該第一熱傳導係數之一第二熱傳導係數，且包含形成於該第一光學膜背向該熱傳導板一側一反射面；以及在貼合具有該第一熱傳導係數之該熱傳導板於該第一光學膜上之後，於該第一光學膜上形成複數第一出光孔。
  9. 如請求項8所述之製造方法，進一步包含：於該反射面上彼此相間隔地貼合複數個量子點膜片。
  10. 如請求項8所述之製造方法，進一步包含下列步驟：於該熱傳導板上形成有複數孔洞分別與該些第一出光孔連通。
  11. 如請求項10所述之製造方法，其中該孔洞形成步驟包含：於貼合該熱傳導板至該第一光學膜後，同時貫通該熱傳導板及第一光學膜以同時產生連通之該孔洞及該第一出光孔。
  12. 如請求項8所述之製造方法，進一步包含下列步驟：貼合一第二光學膜於該熱傳導板背向該第一光學膜之一面；其中，該第二光學膜具有複數第二出光孔，分別貫穿該第二光學膜；該些第二出光孔在該第一光學膜上之垂直投影位置分別與該些第一出光孔至少部分重疊。
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