TWI785944B - 發光裝置 - Google Patents
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Abstract
一種發光裝置包括陣列基板、多個藍光發光元件、波長轉換層及黃色二向色鏡。藍光發光元件呈陣列排列於陣列基板上，波長轉換層位於藍光發光元件上，黃色二向色鏡位於波長轉換層上。
Description
本發明是有關於一種發光裝置。
現今藍光微型發光二極體顯示器的發展上，色轉換的技術其一為使用藍光微型發光二極體作為背光源，對紅色及綠色量子點做激發來產生白光，然後再經過彩色濾光器產生紅綠藍全彩，由於要經過二次的色彩轉換，因而浪費較多的能量。
本發明提供一種發光裝置，其可降低波長轉換層的厚度，藉此節省成本且有助於增加視角。
本發明一實施例的發光裝置，包括陣列基板、多個藍光發光元件、波長轉換層及黃色二向色鏡。藍光發光元件呈陣列排列於陣列基板上，波長轉換層位於藍光發光元件上，黃色二向色鏡位於波長轉換層上。
基於上述，在本發明一實施例的發光裝置中，透過波長轉換層位於藍光發光元件上，黃色二向色鏡位於波長轉換層上，可降低波長轉換層的厚度，藉此節省成本且有助於增加視角。
第1圖是依照本發明一實施例的發光裝置10的上視示意圖，第2圖是沿著第1圖的剖線I-I’的剖面示意圖，請一併參照第1圖及第2圖，發光裝置10包括陣列基板100、多個藍光發光元件102、波長轉換層104及黃色二向色鏡106。藍光發光元件102呈陣列排列於陣列基板100上，為了方便說明，第1圖中繪示了第一方向D1及第二方向D2，第一方向D1與第二方向D2相交，例如，第一方向D1可垂直於第二方向D2。藍光發光元件102沿著第一方向D1及第二方向D2呈陣列排列。
藍光發光元件102可發出藍光，波長轉換層104位於藍光發光元件102上，可使藍光轉換成其他顏色的光。黃色二向色鏡106位於波長轉換層104上，黃色二向色鏡106可反射藍光(如箭頭A1所示)並透射被波長轉換層104所轉換的光(如箭頭R、箭頭G所示)，黃色二向色鏡106對於波長為500nm至780nm的光的穿透率例如為75%至100%。舉例來說，黃色二向色鏡106對於波長為380nm至500nm的光的反射率為60%至100%。藉此，可避免藍光損失(blue loss)(或藍光漏光(leakage))所造成的光色色偏，使光色飽和度提升，還可使藍光在波長轉換層104中來回震盪，增加波長轉換層104的吸收路徑。換句話說，藍光會在波長轉換層104中多次地來回折射，因此，可增加波長轉換層104的再吸收次數，進而達到光轉換效率的提升，且可提升亮度。而由於光轉換效率的提升，可以降低波長轉換層104的厚度，藉此節省成本且有助於增加視角，例如，可使波長轉換層104的厚度t1小於5微米。於一實施例中，波長轉換層104的厚度t1為0.1微米至20微米。
在顯示器的實作中，需要考慮到廣視角，而二向色鏡的分光強度與角度有關。於本實施例中，由於黃色二向色鏡106是黃色，當應用於廣視角的顯示器時，可濾掉廣視角的藍光損失(blue loss)。於本實施例中，黃色二向色鏡106包括黃色染料。於一實施例中，黃色二向色鏡106的形成方法可以是旋轉塗佈(spin coating)、狹縫塗佈(slit coating)、噴塗(spray coating)或噴墨印刷(ink-jet printing；IJP)，藉此，具有對組精度要求低的優點。
於一實施例中，波長轉換層104包括多個紅光轉換圖案108R及多個綠光轉換圖案108G，紅光轉換圖案108R及綠光轉換圖案108G對應藍光發光元件102配置，換言之，紅光轉換圖案108R及綠光轉換圖案108G各重疊於藍光發光元件102，紅光轉換圖案108R可將藍光轉換成紅光(如箭頭R所示)，綠光轉換圖案108G可將藍光轉換成綠光(如箭頭G所示)，且紅光轉換圖案108R及綠光轉換圖案108G的數量之總和小於藍光發光元件102的數量。於一實施例中，黃色二向色鏡106包括多個黃色二向色鏡圖案106a，黃色二向色鏡圖案106a重疊於各紅光轉換圖案108R及各綠光轉換圖案108G，且不重疊於一部分的藍光發光元件102。
舉例來說，發光裝置10還包括透光圖案110，透光圖案110位於一部分的藍光發光元件102上，藍光(如箭頭B所示)可通過透光圖案110，藉此，藍光、紅光及綠光混合成白光，使發光裝置10發出白光。於一實施例中，紅光轉換圖案108R具有透光基材112以及混入透光基材112中的紅色量子點材料114，綠光轉換圖案108G具有透光基材116以及混入透光基材116中的綠色量子點材料118，紅色量子點材料114的尺寸及綠色量子點材料118的尺寸可為8nm至12nm之間，例如為10nm。另外，紅光轉換圖案108R、綠光轉換圖案108G及透光圖案110可各具有擴散粒子120來增加擴散性，擴散粒子120可例如是二氧化鈦(TiO
2)，二氧化鈦的粒子尺寸可為100nm至120nm之間，例如為110nm。於一實施例中，發光裝置10還包括位於透光圖案110上的塗覆層OC。
發光裝置10可具有多個填充材122、多個擋牆124、多個遮光部BM及光學膠126，填充材122位於相鄰的藍光發光元件102之間，擋牆124位於相鄰的轉換圖案(例如紅光轉換圖案108R、綠光轉換圖案108G)之間或轉換圖案(例如紅光轉換圖案108R、綠光轉換圖案108G)及與其相鄰的透光圖案110之間，遮光部BM位於相鄰的黃色二向色鏡106之間或黃色二向色鏡106及與其相鄰的塗覆層OC之間，遮光部BM(或稱黑矩陣、黑色矩陣)是具有遮擋光束功能的元件。波長轉換層104可透過光學膠126固定於填充材122上。
於本實施例中，紅光轉換圖案108R包括第一紅光轉換圖案108R1，綠光轉換圖案108G包括第一綠光轉換圖案108G1，位於第一紅光轉換圖案108R1上的黃色二向色鏡圖案106a之一者不連接位於第一綠光轉換圖案108G1上的黃色二向色鏡圖案106a之另一者。
第3圖是依照本發明另一實施例的發光裝置20的剖面示意圖，本實施例的發光裝置20與第2圖的發光裝置10的主要差異在於：位於第一紅光轉換圖案108R1上的黃色二向色鏡圖案206a之一者連接位於第一綠光轉換圖案108G1上的黃色二向色鏡圖案206a之另一者。
請回到第2圖，於一實施例中，黃色二向色鏡106的材質包括膽固醇液晶(Cholesteric Liquid Crystal)及二色性染料化合物。膽固醇液晶包括旋光劑與向列型液晶，舉例來說，向列型液晶為100重量份，旋光劑為3-20重量份，膽固醇液晶的反射波長之溫度依存性((dλ/dT))之絕對值小於1，且反射波長介於380nm至800nm之間。膽固醇液晶可包括可光聚合單體及光起始劑，可光聚合單體使製造膽固醇液晶的過程中讓材料固化成膜，光起始劑讓可光聚合單體可照光(例如UV光)固化。舉例而言，可光聚合單體可包括至少一種第一單體單元及至少一種不同於第一單體單元的第二單體單元。光起始劑包括下列化學結構中的一種或多種：
。
二色性染料化合物包括但是不限於式(1)的化合物：
Wd-Ad-Zd (1)。
其中Wd是烷基、烷氧基、羥基取代的烷基、-CN、-NO
2、N-呱啶基、N-吡咯烷基、N-苯並噻唑基、或-NR
1R
2，其中R
1和R
2獨立地是烷基、烷氧基、亞烷基環、或羥基取代的烷基。Ad是蒽醌基(anthraquinolenyl)，或
。其中Xd是鍵、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-N=N-、或蒽醌基；和Yd是鍵、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-N=N-、或蒽醌基。Zd是烷基、烷氧基、羥基取代的烷基、-CN、-NO
2、N-呱啶基、N-吡咯烷基、N-苯並噻唑基、或-NR
1R
2，其中R
1和R
2獨立地是烷基、烷氧基、亞烷基環、或羥基取代的烷基。
於一實施例中，二色性染料化合物包括但是不限於式(2)的化合物：
。
於一實施例中，膽固醇液晶包括至少一種向列型液晶及至少一種手性劑，使膽固醇液晶呈光學各向同性液晶相。向列型液晶例如是來自Xianhua Chemical公司的XH-07X。於一實施例中，向列型液晶為氰基聯苯。
於一實施例中，向列型液晶具有式(3)：
(3)，
其中L
1是烷基、鏈烯基、烷氧基、-CN、-SCN、-CH
2F、-CHF
2或-CF
3，M
1是鍵、亞苯基、-C≡C-、-CH=CH-、-C(O)-O-、-O-C(O)-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-N(O)=N-、或-N=N(O)-，N
1是
、
、
或
，
其中X
1是氫或氟，X
2是氫或氟，R
1是烷基、環烷基、鏈烯基、烷氧基、-CN、-SCN、-CH
2F、-CHF
2、-CF
3、烷基取代的環烷基、烷基取代的芳基，X
3是氫或氟，X
4是氫或氟。於其他實施例中，X
1、X
2、X
3和X
4是氫。
於一實施例中，手性劑可為下列一種或多種：
、
和
。
於其他實施例中，手性劑具有式(4)：
，
(4)
其中Lc是烷氧基，Mc是鍵、-CH=N-、-C(O)-O-或-O-C(O)-，Nc是亞苯基、-CH=CH-、-C(O)-O-或-O-，Rc是-CH
2-CH*(CH
3)(C
nH
2n+1)，其中n是2-6，*指的是手性中心。
舉例來說，可光聚合單體為可聚合之膽固醇液晶「SLM 90032」、「SLM 90034」或可聚合之液晶「SLM 90032」，光起始劑可為來自BASF公司的UV光起使劑「Irgacure 907®」。
於一實施例中，旋光劑具有如式(I)或式(II)之結構：
，
其中R
1、R
2各自獨立且係擇自氫、羥基、鹵素、胺基、硝基、腈基、C
1-10烷基、C
1-10烷氧基、芳香基、雜芳香基、環烷基、或雜環基。於一實施例中，旋光劑具有式(I)之結構，其中R
1、R
2各自獨立且係擇自氫、C
1-10烷基、或C
1-10烷氧基。於一實施例中，旋光劑具有式(II)之結構，其中R
1、R
2各自獨立且係擇自氫、C
1-10烷基、或C
1-10烷氧基。
於一實施例中，旋光劑具有下列結構式：
。
於其他實施例中，旋光劑具有下列結構式：
。
第4圖是依照本發明另一實施例的發光裝置30的剖面示意圖，本實施例的發光裝置30與第2圖的發光裝置10的主要差異在於：黃色二向色鏡306包括二向色鏡306b及黃色濾光層306c，黃色濾光層306c位於二向色鏡306b上。
第5圖是依照本發明另一實施例的發光裝置40的剖面示意圖，本實施例的發光裝置40與第2圖的發光裝置10的主要差異在於：發光裝置40還包括保護層400，黃色二向色鏡106位於保護層400及波長轉換層104之間，保護層400為保護玻璃。
第6圖是依照本發明另一實施例的發光裝置50的剖面示意圖，本實施例的發光裝置50與第5圖的發光裝置40的主要差異在於：黃色二向色鏡506包括二向色鏡506b及黃色濾光層506c，黃色濾光層506c位於二向色鏡506b上。
第7圖是依照本發明另一實施例的發光裝置60的剖面示意圖，本實施例的發光裝置60與第2圖的發光裝置10的主要差異在於：發光裝置60還包括保護層400a，黃色二向色鏡106位於保護層400a及波長轉換層104之間，保護層400a為薄膜封裝層(thin film encapsulation；TFE)。
第8圖是依照本發明另一實施例的發光裝置70的剖面示意圖，本實施例的發光裝置70與第7圖的發光裝置60的主要差異在於：黃色二向色鏡706包括二向色鏡706b及黃色濾光層706c，黃色濾光層706c位於二向色鏡706b上。
第9圖是依照本發明一實施例的發光裝置10(見第1圖)及對比例(無配置黃色二向色鏡)的光學表現的表格圖，欄a1對應於對比例，欄a2對應於發光裝置10，由欄a1、a2可知，發光裝置10相較於對比例，紅色子畫素及綠色子畫素皆具有較大的色域及較高的亮度。
綜上所述，透過波長轉換層位於藍光發光元件上，黃色二向色鏡位於波長轉換層上，可降低波長轉換層的厚度，藉此節省成本且有助於增加視角。
10、20、30、40、50:發光裝置
60、70:發光裝置
100:陣列基板
102:藍光發光元件
104:波長轉換層
106:黃色二向色鏡
106a:黃色二向色鏡圖案
108G:綠光轉換圖案
108G1:第一綠光轉換圖案
108R:紅光轉換圖案
108R1:第一紅光轉換圖案
110:透光圖案
112:透光基材
114:紅色量子點材料
116:透光基材
118:綠色量子點材料
120:擴散粒子
122:填充材
124:擋牆
126:光學膠
206、306、506、706:黃色二向色鏡
206a:黃色二向色鏡圖案
306b、506b、706b:二向色鏡
306c、506c、706c:黃色濾光層
400、400a:保護層
a1、a2:欄
A1:箭頭
B:箭頭
BM:遮光部
D1:第一方向
D2:第二方向
G:箭頭
I-I’:剖線
OC:塗覆層
R:箭頭
t1:厚度
閱讀以下詳細敘述並搭配對應之圖式，可了解本揭露之多個樣態。需留意的是，圖式中的多個特徵並未依照該業界領域之標準作法繪製實際比例。事實上，所述之特徵的尺寸可以任意的增加或減少以利於討論的清晰性。
第1圖是依照本發明一實施例的發光裝置的上視示意圖。
第2圖是沿著第1圖的剖線I-I’的剖面示意圖。
第3圖是依照本發明另一實施例的發光裝置的剖面示意圖。
第4圖是依照本發明另一實施例的發光裝置的剖面示意圖。
第5圖是依照本發明另一實施例的發光裝置的剖面示意圖。
第6圖是依照本發明另一實施例的發光裝置的剖面示意圖。
第7圖是依照本發明另一實施例的發光裝置的剖面示意圖。
第8圖是依照本發明另一實施例的發光裝置的剖面示意圖。
第9圖是依照本發明一實施例的發光裝置及對比例(無配置黃色二向色鏡)的光學表現的表格圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
10:發光裝置
100:陣列基板
102:藍光發光元件
104:波長轉換層
106:黃色二向色鏡
106a:黃色二向色鏡圖案
108G:綠光轉換圖案
108G1:第一綠光轉換圖案
108R:紅光轉換圖案
108R1:第一紅光轉換圖案
110:透光圖案
112:透光基材
114:紅色量子點材料
116:透光基材
118:綠色量子點材料
120:擴散粒子
122:填充材
124:擋牆
126:光學膠
A1:箭頭
B:箭頭
BM:遮光部
G:箭頭
OC:塗覆層
R:箭頭
t1:厚度
Claims (10)
- 一種發光裝置，包括：一陣列基板；多個藍光發光元件，呈陣列排列於該陣列基板上；一波長轉換層，位於該些藍光發光元件上；及一黃色二向色鏡，位於該波長轉換層上，其中該黃色二向色鏡對於波長為380nm至500nm的光的反射率為60%至100%。
- 如請求項1所述之發光裝置，其中該黃色二向色鏡包括黃色染料。
- 如請求項1所述之發光裝置，其中該黃色二向色鏡包括：一二向色鏡；及一黃色濾光層，位於該二向色鏡上。
- 如請求項1所述之發光裝置，還包括：一保護層，該黃色二向色鏡位於該保護層及該波長轉換層之間，該保護層為保護玻璃或薄膜封裝層(thin film encapsulation；TFE)。
- 如請求項1所述之發光裝置，其中該波長轉換層的厚度為0.1微米至20微米。
- 如請求項1所述之發光裝置，其中該波長轉換層包括：多個紅光轉換圖案；及多個綠光轉換圖案，其中該些紅光轉換圖案及該些綠光轉換圖案對應該些藍光發光元件配置，且該些紅光轉換圖案及該些綠光轉換圖案的數量之總和小於該些藍光發光元件的數量。
- 如請求項6所述之發光裝置，其中該黃色二向色鏡包括：多個黃色二向色鏡圖案，重疊於各該紅光轉換圖案及各該綠光轉換圖案，且不重疊於一部分的該些藍光發光元件。
- 如請求項7所述之發光裝置，其中該些紅光轉換圖案包括一第一紅光轉換圖案，該些綠光轉換圖案包括一第一綠光轉換圖案，位於該第一紅光轉換圖案上的該些黃色二向色鏡圖案之一者連接位於該第一綠光轉換圖案上的該些黃色二向色鏡圖案之另一者。
- 如請求項7所述之發光裝置，其中該些紅光轉換圖案包括一第一紅光轉換圖案，該些綠光轉換圖案包括一第一綠光轉換圖案，位於該第一紅光轉換圖案上的 該些黃色二向色鏡圖案之一者不連接位於該第一綠光轉換圖案上的該些黃色二向色鏡圖案之另一者。
- 如請求項1所述之發光裝置，其中該黃色二向色鏡對於波長為500nm至780nm的光的穿透率為75%至100%。
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|---|---|---|---|
| TW110148505A TWI785944B (zh) | 2021-12-23 | 2021-12-23 | 發光裝置 |
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|---|---|---|---|
| TW110148505A TWI785944B (zh) | 2021-12-23 | 2021-12-23 | 發光裝置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI785944B true TWI785944B (zh) | 2022-12-01 |
| TW202327129A TW202327129A (zh) | 2023-07-01 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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2021
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2022
- 2022-05-10 CN CN202210505625.8A patent/CN114864566A/zh active Pending
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| Publication number | Publication date |
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| TW202327129A (zh) | 2023-07-01 |
| CN114864566A (zh) | 2022-08-05 |
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