含有荧光粉及量子点的背光模块的制作方法

1.本发明涉及一种背光模块，且特别是涉及一种含有荧光粉及量子点的背光模块。


背景技术：

2.目前市面上用于显示器的背光模块中，大多是以蓝光发光二极管芯片加上黄色荧光粉来达成白光的输出。然而，上述配置会使得显示器中光谱图的红光与绿光的半高宽太宽，进而导致窄色域的问题。因此，如何改善传统背光模块以实现较广色域的显示效果则成为一门重要的课题。


技术实现要素：

3.本发明提供一种具有荧光粉及量子点的背光模块，其可实现较广色域以提升显示设备的显示效果。
4.本发明提供一种背光模块，包括光源、封装层以及绿色量子点膜。光源发射蓝光。封装层包封光源。封装层包括红色荧光粉与黄色荧光粉。绿色量子点膜配置在光源及封装层上方。蓝光透射通过封装层与绿色量子点膜，以输出成白光。
5.在本发明的一实施例中，上述的背光模块，还包括：导光板配置在光源与绿色量子点膜之间；以及反射层配置在导光板的背面，用以将光源所发射的蓝光反射至绿色量子点膜中。
6.在本发明的一实施例中，上述的黄色荧光粉为y3al5o
12
:ce
3
(yag)。
7.在本发明的一实施例中，上述的红色荧光粉为k2sif6:mn
4
(ksf)。
8.在本发明的一实施例中，上述的绿色量子点膜包括或不包括基材。
9.在本发明的一实施例中，上述的绿色量子点膜包括绿色量子点层。
10.在本发明的一实施例中，上述的基材可配置于绿色量子点层的上侧、下侧或上下两侧。
11.在本发明的一实施例中，上述的基材包括或不包括阻气层于其中。
12.在本发明的一实施例中，上述的绿色量子点层包括树脂材料以及多个绿色量子点散布且嵌入于树脂材料中。树脂材料包括丙烯酸树脂(acrylate resin)、环氧树脂(epoxy resin)或是硅胶(silicone)。
13.在本发明的一实施例中，上述的绿色量子点层中的每一个绿色量子点具有核、核-壳、核-多壳、核-合金层-壳、核-合金层-多壳、或前述的组合的构造。
14.在本发明的一实施例中，上述的绿色量子点层中的每一个绿色量子点包括核，所述核的材料是选自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及其合金中的至少一种。
15.在本发明的一实施例中，上述的绿色量子点层中的每一个绿色量子点包括壳，所述壳的材料是选自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及其合金中的至少一种。
16.本发明提供一种显示设备包括上述的背光模块。
17.在本发明的一实施例中，上述的显示设备还包括：显示面板配置在背光模块的一侧。
18.基于上述，在本发明的背光模块中，将含有红色荧光粉与黄色荧光粉的封装层包封蓝光光源并搭配绿色量子点膜，以弥补使用单一黄色荧光粉的显示设备色域的不足，进而提升具有此背光模块的显示设备的色域与显示效果。
19.为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
20.图1是依照本发明一实施例的一种显示设备的剖面示意图；
21.图2是本发明另一实施例的背光模块的剖面示意图；
22.图3是依照本发明一实施例的一种量子点层的放大示意图；
23.图4是实验例1与比较例1的背光模块的发光强度与波长的关系图；
24.图5是实验例1与比较例1的显示器的色度图(chromaticity diagram)。
具体实施方式
25.参照本实施例的附图以更全面地阐述本发明。然而，本发明也可以以各种不同的形式体现，而不应限于本文中所述的实施例。附图中的层与区域的厚度会为了清楚起见而放大。相同或相似的标号表示相同或相似的组件，以下段落将不再一一赘述。
26.图1是依照本发明一实施例的一种显示设备的剖面示意图。图2是本发明另一实施例的背光模块的剖面示意图。
27.请参照图1，本发明一实施例的显示设备10包括背光模块100与显示面板200。背光模块100配置在显示面板200的一侧(例如，显示面板200的下侧)。在一些实施例中，显示面板200可以是，但不限于液晶显示面板。上述的液晶显示面板的组成与配置已是光学领域技术人员所熟知的，在此就不再详述。
28.在一些实施例中，背光模块100包括导光板102、多个光源封装体103、绿色量子点膜110以及反射层108。导光板102具有彼此相对配置的出光面102a以及入光面102b。在本实施例中，如图1所示，导光板102的剖面图呈一矩形。在替代实施例中，导光板102的剖面图也可以是三角形、梯形或其他合适的形状。在一实施例中，导光板102中的导光介质(medium)可包括透明塑料、玻璃或者是可用来导光的材料。在替代实施例中，导光板102可以是聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(polycarbonate，pc)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，pet)、聚酰亚胺(polyimide，pi)或是其他合适材料。在其他实施例中，导光板102的雾度由入光面102b至出光面102a的方向逐渐递增或雾度一致。于此，所谓雾度(haze)是指偏离入射方向2.5度角以上的部分透射光束的光强度占总透射光束的光强度的百分比，其可用来评定透明介质的散射情形。也就是说，所述透明介质的雾度越大，其光泽与透明度(或成像度)越低。反之，所述透明介质的雾度越小，其光泽与透明度
(或成像度)越高。
29.如图1所示，光源封装体103配置在导光板102的入光面102b处，以形成直下式(direct-lit)结构。在另一实施例中，光源封装体103也可配置在导光板102的侧面处，以形成侧光式(edge-lit)结构。在一实施例中，光源封装体103可以是发光二极管封装体(light emitting diode package，led package)，或其他适当的发光组件封装体。举例来说，光源封装体103为蓝光led封装体。
30.光源封装体103包含光源104和封装层106。封装层106可包封光源104。在一实施例中，如图2所示，封装层106可包封单一个光源104(例如，配置在空腔中的led芯片)。具体来说，封装层106可包括红色荧光粉105、黄色荧光粉107以及封装胶109。红色荧光粉105与黄色荧光粉107以一定的比例混合均匀在封装胶109中。在一些实施例中，红色荧光粉105可以是主发射波长为590nm至680nm的磷光体材料(phosphor material)，例如是，但不限于ksf(k2sif6:mn
4
)、caalsin3:eu
2
、yvo4:eu
3
、lieuw2o8、y2o2s:eu
3
或其组合。黄色荧光粉107可以是主发射波长为530nm至580nm的磷光体材料，例如是，但不限于yag(y3al5o
12
:ce
3
)。
31.如图2所示，光源104发出的蓝光透射通过封装层106，以形成具有蓝光、红光以及黄光混合的混合光ml，其混合光ml传至导光板102(图1)，并透射通过导光板102到达绿色量子点膜110。接着，混合光ml中的蓝光被绿色量子点膜110部分地转换为绿光，使混合光ml与绿光混合成白光wl而传递至绿色量子点膜110上的显示面板200(图1)。
32.值得注意的是，在本实施例中，可将含有红色荧光粉105与黄色荧光粉107的封装层106包封蓝光光源104并搭配绿色量子点膜110来输出白光wl。在此情况下，具有较窄的半高宽的红色荧光粉105与绿色量子点膜110，可有效地弥补传统背光模块中蓝光led与黄色荧光粉的组合所产生的色域不足，以增加显示设备10的色域，进而提升显示效果。
33.请回头参照图1，反射层108配置在导光板102的背面102b，以将光源104透过封装层106所发出的混合光ml反射至绿色量子点膜110中，借此提升混合光ml的应用效率，进而提升背光模块100的发光效能。在一实施例中，反射层108的材料包括具反射效果的金属材料，例如是金、银、铝、铜或其他合适的金属材料。
34.绿色量子点膜110可配置在导光板102的出光面102a上。具体来说，绿色量子点膜110可包括绿色量子点层112。绿色量子点层112可包括多个绿色量子点散布且嵌入于树脂材料中。在一实施例中，如图2所示，绿色量子点膜110包括两个基材111以及夹置在两个基材111之间的绿色量子点层112。在一些实施例中，基材111可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、丙烯酸树脂(acrylate resin)、环氧树脂(epoxy resin)、硅胶(silicone)等类似材料。在另一实施例中，基材111可以是增亮膜、偏光膜、散射膜、光扩散膜等具有其他光学性质的光学膜。在替代实施例中，基材111可包括阻气层(例如类钻炭薄膜、氧化硅层、氧化钛层、氧化铝层、氮化硅层等)于其中，以有效地阻挡湿气、氧气、挥发性物质等外部环境因素。在其他实施例中，基材111也可不包括阻气层于其中。虽然图2所绘示的绿色量子点膜110包括两个基材111，但本发明不以此为限。在其他实施例中，绿色量子点膜110也可包括单一个基材111配置在绿色量子点膜110的上方或下方。此外，绿色量子点膜110也可不包括有任何基材111。也就是说，绿色量子点层112可直接接触导光板102的出光面102a。
35.此外，本实施例的背光模块100还可包括其他光学膜，例如是增亮膜、偏光膜、散射膜、光扩散膜等。此光学膜可选择性地配置在绿色量子点膜110的上方、下方或是分别配置
在绿色量子点膜110的上方与下方。
36.图3是依照本发明一实施例的一种量子点层的放大示意图。在以下实施例中，图3的量子点层120可以是，但不限于是图2所绘示的绿色量子点层112。
37.具体来说，如图3所示，量子点层120包括发光材料122散布且嵌入于树脂材料124中。在一实施例中，发光材料122的含量为0.01至15重量百分比。在本实施例中，发光材料122包括量子点。所述量子点包括核、核-壳、核-合金层-壳或其组合。所述量子点的粒径或尺寸可依据需求(例如发出不同颜色的可见光)来调整，本发明不限于此。
38.在一实施例中，所述“核”可例如是选自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及其合金中的至少一种。在一实施例中，所述“壳”例如是选自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及其合金中的至少一种。所述核或所述壳可依据不同需求而选定，本发明不以此为限。
39.在一实施例中，树脂材料124的含量为85至99.99重量百分比。在一些实施例中，树脂材料124可以是丙烯酸树脂、环氧树脂、硅胶(silicone)或其组合。具体来说，树脂材料124由前驱体所制备。所述前驱体包括：30至50重量百分比的第一丙烯酸酯单体、15至30重量百分比的第二丙烯酸酯单体、5至30重量百分比的具有硫醇基的表面活性剂、5至20重量百分比的交联剂以及1至2重量百分比的引发剂。在替代实施例中，所述表面活性剂的含量小于所述第一丙烯酸酯单体的含量。在一些实施例中，量子点层120可包括相同材料组成的前驱体或不同材料组成的前驱体。在其他实施例中，量子点层120可包括相同含量的发光材料122、树脂材料124或不同含量的发光材料122、树脂材料124。
40.以下，列举本发明的实验例以更具体地对本发明进行说明。然而，在不脱离本发明的精神，可适当地对以下的实验例中所示的材料、使用方法等进行变更。因此，本发明的范围不应以以下所示的实验例来限定解释。
41.比较例1
42.将黄色荧光粉(yag)以及封装胶(购自于dowoe-6370hf)混合后用于封装蓝光led芯片，成为led封装体。之后，将led封装体用于背光模块的灯条中，组装成背光模块，并使用辉度计(luminometer)来量测发光状态，其结果如图4所示。之后，将上述的背光模块组成显示器并量测色域，其结果如图5所示。
43.实验例1
44.首先，将绿色量子点与丙烯酸树脂混合后，夹于两片基材之间，并通过uv固化成绿色量子点膜。然后，将红色荧光粉(ksf)、黄色荧光粉(yag)以及封装胶(购自于dowoe-6370hf)混合后用于封装蓝光led芯片，成为led封装体。之后，将led封装体与上述的绿色量子点膜，如图1的背光模块100的组态来配置，并使用辉度计来量测发光状态，其结果如图4所示。之后，再将上述的背光模块组成显示器并量测色域，其结果如图5所示。
45.请参照图4，由于实验例1的红色荧光粉(ksf)与绿色量子点膜具有较窄的半高宽，其可有效地弥补比较例1中黄色荧光粉色域的不足，以达到补色的功效。另外，如图5所示，相较于比较例1，实验例1具有红色荧光粉(ksf)、黄色荧光粉(yag)以及绿色量子点膜的显
示器可有较广的色域，进而提升显示器的色彩真实度与显示效果。
46.综上所述，在本发明的背光模块中，将含有红色荧光粉与黄色荧光粉的封装层包封蓝光光源并搭配绿色量子点膜，以弥补使用单一黄色荧光粉的显示设备色域的不足，进而提升具有此背光模块的显示设备的色域与显示效果。
47.虽然本发明已以实施例揭示如上，但是其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以作一些更改与润饰，因此本发明的保护范围应当视权利要求所界定的为准。