CN107577081A - 光学膜及发光装置 - Google Patents

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唐世杰
吕英宗
吴宪宗
李宛珊
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Abstract

一种光学膜及发光装置,该光学膜包含一个本体与一个侧挡层。该本体包括间隔的一第一基材与一第二基材,以及一位于所述两基材间的作用层。该第一基材与该第二基材分别具有一入光面与一出光面。该作用层包括数个量子点,所述量子点能被一第一色光激发而发出一个波长大于该第一色光的波长的第二色光。该侧挡层结合于该本体的一侧面上,并用于阻挡该第一色光自该本体外部经由该侧面进入该本体内,如此能避免不必要的光线进入,以及不被预期的光激发与混光产生。本发明具有良好的光学效果与出光质量,使混光色彩与亮度均匀。

Description

光学膜及发光装置
技术领域
本发明涉及一种光学膜及发光装置,特别是涉及一种能受到光激发而发光的光学膜,及具有该光学膜发光装置。
背景技术
已知发光二极管(light emitting diode,LED)发光装置产生白光的其中一种方式,是利用含有量子点(quantum dots)的薄膜作为发光二极管的发光层,通过不同材料或粒径的量子点受到激发光源照射,发出不同于激发光源的波长的二次光线后混光而得。举例来说,可利用蓝光LED作为激发光源,并激发不同粒径的量子点材料以产生红光及绿光,便可将红光、绿光及蓝光以混光的方式形成白光。
上述包含有量子点光学薄膜的发光装置,可应用于显示屏的背光模组,相较于现有的背光模组,含有量子点光学薄膜的背光模组,可提供显示屏更加丰富的色阶与彩度,色域(color gamut)广、色彩的表现丰富且更为真实,使显示屏呈现色彩饱和、鲜艳的高质量画质。
该量子点光学薄膜包括一朝向蓝光LED光源的入光面、一相反于该入光面并朝向显示屏的面板模组的出光面,以及一连接于该入光面与该出光面四周缘的侧面。实务上发现,蓝光LED光源发出的蓝光,不一定会完全自该量子点光学薄膜的入光面进入该薄膜内,部分蓝光可能因为反射、折射,或是受到显示屏内部结构的影响,未进入该量子点光学薄膜中,但是却又从该量子点光学薄膜的外部侧向方向,经由该侧面四周围进入该薄膜内,因此观察该量子点光学薄膜时,会发现其四周侧边产生环状的蓝光区域,而且此种从该侧面进入该量子点光学薄膜内的蓝光,由于并非原先所设计与期望的,该蓝光的光线路径难以掌握,并且会使所述量子点产生非预期的激发与混光,导致破坏原本设定的发光效果,因此于该量子点光学薄膜的四周边侧处的色彩会有所偏差,发光颜色不均匀,若应用于显示屏也会导致显示屏周边蓝光较为明显、色彩与视感不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能避免光线自侧面进入,能提供均匀混光效果的光学膜及发光装置。
本发明的光学膜,包含一个本体,该本体包括一个第一基材、一个第二基材,以及一个作用层,该第一基材包括相反的一个第一面与一个入光面,该第二基材与该第一基材间隔相对,并包括一个朝向该第一面的第二面,以及一个相反于该第二面的出光面,该作用层位于该第一基材的该第一面与该第二基材的该第二面之间,该作用层包括数个量子点,所述量子点能被一个第一色光激发而发出一个波长大于该第一色光的波长的第二色光。该本体还包括一个自该入光面周缘朝该出光面周缘延伸连接的侧面,该光学膜还包含一个设置于该本体的该侧面的侧挡层,该侧挡层用于阻挡该第一色光自该本体外部经由该侧面进入该本体内。
本发明所述的光学膜,该侧挡层的位置涵盖该第一基材、该第二基材与该作用层。
本发明所述的光学膜,该侧挡层为一个能受紫外光照射而固化的紫外光固化胶。
本发明所述的光学膜,该侧挡层于水平方向上的厚度为100μm~200μm。
本发明所述的光学膜,该第一基材还包括数个位于该入光面的第一微结构。
本发明所述的光学膜,该第二基材还包括数个位于该出光面的第二微结构。
本发明所述的光学膜,该作用层还包括数个能用于散射光线的散射粒子。
本发明所述的光学膜,该第一色光还能激发所述量子点发出一个波长大于该第二色光的波长的第三色光,该第一色光为蓝光,该第二色光为绿光,该第三色光为红光。
本发明发光装置包含一个如上述的光学膜,以及一个位于该光学膜的该入光面一侧,并能发出该第一色光的发光单元,该第一色光自该入光面进入该本体内部,并激发所述量子点发出该第二色光,且该第一色光与该第二色光混光后由该出光面射出。
本发明所述的发光装置,该第一色光还能激发所述量子点发出一个波长大于该第二色光的波长的第三色光,该第一色光为蓝光,该第二色光为绿光,该第三色光为红光,该第一色光、该第二色光与该第三色光混光后由该出光面射出,该发光单元包括至少一个用于发出该第一色光的发光二极管。
本发明的有益效果在于:通过该侧挡层设置于该侧面,可以阻挡该第一色光自该侧面进入该光学膜的该本体内,可避免不必要的光线进入,进而能避免不被预期的光激发与混光产生,并可改善以往于光学膜四周围会观察到明显的蓝光光环的问题。所以本发明具有良好的光学效果与出光质量,使混光色彩与亮度均匀。
附图说明
本发明的其他的特征及功效,将于参照图式的实施方式中清楚地呈现,其中:
图1是本发明发光装置的一第一实施例的一光学膜的立体图;
图2是该第一实施例的一剖视图;
图3是本发明发光装置的一第二实施例的一剖视图;
图4是本发明发光装置的一第三实施例的一剖视图。
具体实施方式
在本发明被详细描述前,应当注意在以下的说明内容中,类似的元件是以相同的编号来表示。
参阅图1与图2,本发明发光装置的一第一实施例包含一光学膜1,以及一发光单元2。
该光学膜1包括一个本体3与一个侧挡层4。该本体3包括间隔相对的一第一基材31与一第二基材32、一位于该第一基材31与该第二基材32间的作用层33,以及一个侧面34。
该第一基材31具有一第一面311,以及一相反于该第一面311并朝向该发光单元2的入光面312。该第二基材32相对于该第一基材31远离该发光单元2,并具有一个朝向该第一面311的第二面321,以及一个相反于该第二面321的出光面322。该第一基材31与该第二基材32的材料可以为聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、环状烯烃共聚高分子(cyclo olefin(co)-polymers,COC)、聚酰亚胺(polyimide,PI)、聚醚砜树脂(polyether sulfone,PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC),或前述材料的任一组合。
该作用层33位于该第一面311与该第二面321之间,该作用层33包括数个量子点331,所述量子点331能被一个第一色光激发而发出一个第二色光与一个第三色光,该第二色光的波长大于该第一色光的波长,该第三色光的波长大于该第二色光的波长。在本实施例中,该第一色光为蓝光,该第二色光为绿光,该第三色光为红光。
具体来说,该作用层33的制备可以先将所述量子点331分散于一胶态***中,该胶态***的材料为可透光的树脂,并具有光均匀效果,接着再利用涂布方式涂布于该第一基材31的该第一面311或该第二基材32的该第二面321,形成一胶膜,接着可视所述量子点331的材料选择是否进行退火,而可得到该作用层33。所述量子点331是一种纳米晶体半导体材料,主要是由II-VI或III-V族化合物所合成的半导体量子点331,可于受到激发光的照射后,发出不同于激发光的二次光线,且所述量子点331可通过材料的选择或粒径大小的调整,改变受到激发光照射后的发光波长,从而发出与激发光不同颜色的色光。
该光学膜1的该侧面34是由该第一基材31、该第二基材32与该作用层33共同界定出。该侧面34自该入光面312周缘朝该出光面322周缘延伸连接,并且呈现四面围绕的形态。
该侧挡层4结合于该本体3的该侧面34上,其位置涵盖该第一基材31、该第二基材32与该作用层33。该侧挡层4用于阻挡该第一色光自该本体3外部经由该侧面34进入该本体3内。具体而言,本实施例的该侧挡层4通过其材料可吸收蓝光的功能,可阻挡蓝光通过该侧面34进入该本体3内。较佳地,该侧挡层4为能受紫外光照射而固化的紫外光固化胶,使该侧挡层4材料涂布于该侧面34后,于照射紫外光后可快速固化,如此使本发明于制造上较为快速、简便。该侧挡层4的外观颜色大致为黄色。较佳地,该侧挡层4于水平方向上的厚度d约为100μm(微米)~200μm,在此厚度范围内,该侧挡层4具有良好的阻挡蓝光效果,而且不会因为太厚而过度突出于该侧面34。此外,该侧挡层4还具有阻隔水气功能,能避免水气进入该本体3内部,从而能避免该本体3受到水气影响而产生光学效能变差或膜片寿命变短的问题。于实施上,该侧挡层4也可以使用能反射蓝光的材料,例如具有反射蓝光功能的热固化型材料,如此同样可以阻挡蓝光通过该侧面34进入该本体3内。
该发光单元2位于该光学膜1的该入光面312一侧,并包括一个电路基板21,以及数个位于该电路基板21上并用于发出该第一色光的发光二极管22。
本发明使用时,所述发光二极管22发出的该第一色光(蓝光)自该光学膜1的该入光面312进入该本体3内部,并激发所述量子点331发出该第二色光(绿光)与该第三色光(红光),该第一色光、该第二色光与该第三色光混光后可产生白光,并经由该光学膜1的该出光面322射出。本发明发光装置可应用于显示屏中作为背光模组,并置于该显示屏的一面板模组(图未示)一侧,且该出光面322朝向该面板模组,使混光光线可通过该出光面322射向该面板模组。
虽然该发光单元2发出的第一色光中,部分的第一色光可能因一开始的出光方向,或受到反射、折射等原因,未直接通过该入光面312进入该光学膜1内,而且由侧向方向射向该光学膜1的该侧面34(如图2的光线路径A所示),但通过该侧挡层4设置于该侧面34上,可以阻挡该第一色光自该侧面34进入该本体3内,可避免不必要的光线进入,进而能避免不被预期的光激发与混光产生,并可改善以往于光学膜四周围会观察到明显的蓝光光环的问题。因此本发明具有良好的光学效果与出光质量,使混光色彩与亮度均匀,应用于显示屏中,使显示屏色彩饱和、丰富,能实现更高质量的色彩效果。而且该侧挡层4的阻隔水气功能,则可维持该光学膜1的膜片质量与光学功能,并延长膜片使用寿命。
参阅图3,本发明发光装置的一第二实施例,与该第一实施例的结构大致相同,不同处在于:本实施例的该第一基材31还包括数个位于该入光面312的第一微结构313。该第二基材32还包括数个位于该出光面322的第二微结构323。所述第一微结构313与所述第二微结构323具有光扩散、均光效果,材料可以为聚甲基丙烯酸甲酯(压克力)、聚氨酯(polyurethane,PU)、硅氧树脂(silicone),或上述材料的任一组合。所述第一微结构313的形状可为相同或不同,第二微结构323的形状也可为相同或不同,形状可为锥形、半圆形、正六角形、不规则的凹凸结构等等。通过所述第一微结构313能使该发光单元2发出的该第一色光产生折射,以增加该第一色光在该作用层33中的光路径,能激发更多的所述量子点331,有效提升绿光与红光的转换效率,产生更多的绿光与红光,应用于显示屏可达到广色域、色彩饱和、鲜艳的效果。此外,于该第二基材32设置所述第二微结构323,能有效降低由该出光面322表面出光产生的全反射现象,从而能提升整体光萃取率。
参阅图4,本发明发光装置的一第三实施例,与该第二实施例的结构大致相同,不同处在于:本实施例的该作用层33还包括数个分散于该作用层33层体中,并能用于散射光线的散射粒子332。通过所述散射粒子332可让进入该作用层33的该第一色光于接触所述散射粒子332时产生多次的反射与散射,以增加该第一色光于该作用层33中的光路径,从而提升光子碰撞所述量子点331的机率,增加所述量子点311受激发后所发出的二次光线的强度,能提升本发明的发光亮度。

Claims (10)

1.一种光学膜,包含一个本体,该本体包括一个第一基材、一个第二基材,以及一个作用层,该第一基材包括相反的一个第一面与一个入光面,该第二基材与该第一基材间隔相对,并包括一个朝向该第一面的第二面,以及一个相反于该第二面的出光面,该作用层位于该第一基材的该第一面与该第二基材的该第二面之间,该作用层包括数个量子点,所述量子点能被一个第一色光激发而发出一个波长大于该第一色光的波长的第二色光,其特征在于:该本体还包括一个自该入光面周缘朝该出光面周缘延伸连接的侧面,该光学膜还包含一个设置于该本体的该侧面的侧挡层,该侧挡层用于阻挡该第一色光自该本体外部经由该侧面进入该本体内。
2.如权利要求1所述的光学膜,其特征在于:该侧挡层的位置涵盖该第一基材、该第二基材与该作用层。
3.如权利要求2所述的光学膜,其特征在于:该侧挡层为一个能受紫外光照射而固化的紫外光固化胶。
4.如权利要求3所述的光学膜,其特征在于:该侧挡层于水平方向上的厚度为100μm~200μm。
5.如权利要求1所述的光学膜,其特征在于:该第一基材还包括数个位于该入光面的第一微结构。
6.如权利要求5所述的光学膜,其特征在于:该第二基材还包括数个位于该出光面的第二微结构。
7.如权利要求1所述的光学膜,其特征在于:该作用层还包括数个能用于散射光线的散射粒子。
8.如权利要求1所述的光学膜,其特征在于:该第一色光还能激发所述量子点发出一个波长大于该第二色光的波长的第三色光,该第一色光为蓝光,该第二色光为绿光,该第三色光为红光。
9.一种发光装置,其特征在于其包含:一个如权利要求1至7中任一权利要求所述的光学膜,以及一个位于该光学膜的该入光面一侧,并能发出该第一色光的发光单元,该第一色光自该入光面进入该本体内部,并激发所述量子点发出该第二色光,且该第一色光与该第二色光混光后由该出光面射出。
10.如权利要求9所述的发光装置,其特征在于:该第一色光还能激发所述量子点发出一个波长大于该第二色光的波长的第三色光,该第一色光为蓝光,该第二色光为绿光,该第三色光为红光,该第一色光、该第二色光与该第三色光混光后由该出光面射出,该发光单元包括至少一个用于发出该第一色光的发光二极管。
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