增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、發(fā)光膜及背光元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種包含膽固醇液晶及量子點的 波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前的液晶顯示器（liquid crystal displays, LCDs)的背光模塊大多采用YAG 熒光粉LED產(chǎn)生白光光源，通過RGB三色彩色濾光片后形成最終的液晶顯示器輸出光譜。濾 光片僅能忠實地呈現(xiàn)背光模塊的色調(diào)?，F(xiàn)今背光模塊的主要問題在于藍光過強，綠光及紅 光光譜分布過寬，導致色域不夠大，而色彩不平衡更影響視力。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)提出一種液晶顯不器用背光模塊結(jié)合量子點（quantum dot，QD)的技術(shù)， 傳統(tǒng)的液晶顯示器，通常包括液晶面板與背光模塊，其中背光模塊包含有發(fā)光源、導光板 (LGP)、和反射板（reflector)等元件，而量子點薄板（QD sheet)則配置在LGP上方。一般 而言，量子點具有熒光亮度強、光穩(wěn)定性佳、以及利用單一波長的光源便可以激發(fā)出多種不 同波長的光波的特性。
[0004] 利用量子點薄板雖然能使RGB色彩更平衡，然而，當應(yīng)用于大面積液晶顯示器時， 量子點使用量大導致成本過高。一種減少量子點用量的方法，是在量子點薄板中加入散射 粒子以補償效率，惟此法會降低膜的透光度。
[0005] 因此，如何減少量子點用量同時仍維持極高的量子效率，便成為相當重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、發(fā)光膜及背光元件，可減少量子點用量同 時仍維持極高的量子效率。
[0007] 本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，包含：第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層；以及分散于 該第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層中的多個第一量子點，當?shù)谝还饩€入射至該增益型波長轉(zhuǎn)換 結(jié)構(gòu)時，該第一量子點被該第一光線激發(fā)而發(fā)出波長不同于該第一光線的第二光線。
[0008] 在一具體實施例中，該增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)還包括基材，其中，該第一經(jīng)交聯(lián)的膽 固醇液晶層設(shè)置于該基材上。
[0009] 在另一具體實施例中，該基材為阻障層。
[0010] 在另一具體實施例中，該增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)還包括阻障層，其中，該阻障層設(shè)置 于該第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層上，使該第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層夾置于該基材和阻障 層之間。
[0011] 在該基材為阻障層的具體實施例中，該第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層夾置于二阻障 層之間。
[0012] 在一具體實施例中，該增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)還包括分散于該第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇 液晶層中的多個第二量子點，且該第二量子點不同于該第一量子點。
[0013] 在另一具體實施例中，該增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)還包括形成于該第一經(jīng)交聯(lián)的膽固 醇液晶層上的第二經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層；以及分散于該第二經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層中的 多個第二量子點，當?shù)谝还饩€入射至該增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)時，該第二量子點被該第一光 線激發(fā)而發(fā)出波長不同于該第一光線的第三光線。
[0014] 本發(fā)明還提供一種發(fā)光膜，包括本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)與至少一設(shè)置于該 增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的表面的光學膜。優(yōu)選地，該光學膜為棱鏡片結(jié)構(gòu)集光膜、膽固醇液晶 反射偏光片、多層結(jié)構(gòu)型反射偏光片或擴散膜。
[0015] 本發(fā)明再提供一種背光元件，包括：至少一主始發(fā)光源，以發(fā)射初始光線；與該至 少一主始發(fā)光源組構(gòu)且光學耦合的導光板（LGP)，以通過該導光板均勻地傳遞該初始光線； 以及設(shè)于該導光板之上的本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。
[0016] 由上可知，本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)是利用分散于經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層 中的量子點吸收能量較高的光波后，電子會產(chǎn)生能階躍升，當電子從高能階的狀態(tài)降回低 能階的狀態(tài)時，則會發(fā)射出波長較長的激發(fā)光，且不同粒徑的量子點發(fā)射出不同波長的激 發(fā)光。另外，經(jīng)交聯(lián)的膽固醇型液晶層是遵守布拉格（Bragg)反射定律，故可通過調(diào)整 液晶的旋距（pitch)來調(diào)整反射光的波段，且經(jīng)交聯(lián)的膽固醇型液晶還提供了微共振腔 (m i c r 〇 c a v i t y)的機制，使得量子點激發(fā)光和經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶的微共振腔互相親合 (coupling)，提高同調(diào)性以提升激發(fā)光密度。此外，量子點在樹脂內(nèi)為納米尺度分散，膜透 明度高可減少光損耗，因此，本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可大幅減少量子點用量同時仍 維持極高的量子效率。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的一具體實施例的示意圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的另一具體實施例的示意圖；
[0019] 圖3為本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的又一具體實施例的示意圖；
[0020] 圖4為本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的又再一具體實施例的示意圖；
[0021] 圖5為本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的再一具體實施例的示意圖；
[0022] 圖6A為經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶的穿透度圖譜；
[0023] 圖6B為應(yīng)用CdSe/ZnS量子點于本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的PL圖譜；
[0024] 圖7A為經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶的穿透度圖譜；
[0025] 圖7B為應(yīng)用PbS/ZnS量子點于本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的PL圖譜；
[0026] 圖8A為經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶的穿透度圖譜；
[0027] 圖8B為應(yīng)用InP/ZnS量子點于本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的PL圖譜；
[0028] 圖9A為經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶的穿透度圖譜；
[0029] 圖9B為應(yīng)用另一 CdSe/ZnS量子點于本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的PL圖譜；
[0030] 圖10為實施例5的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的PL圖譜；
[0031] 圖11為實施例6的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的PL圖譜；
[0032] 圖12A及圖12B為本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的應(yīng)用例1至2的示意圖；
[0033] 圖13為應(yīng)用例1至2的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的PL圖譜；
[0034] 圖14A、圖14B及圖14C為本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的應(yīng)用例3至5的示意 圖；
[0035] 圖15為應(yīng)用例3至5的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的PL圖譜；
[0036] 圖16A、圖16B及圖16C為本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的應(yīng)用例6至8的示意 圖；
[0037] 圖17為應(yīng)用例6至8的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的PL圖譜；
[0038] 圖18A、圖18B及圖18C為本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的應(yīng)用例9至11的示意 圖；
[0039] 圖19為應(yīng)用例9至11的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的PL圖譜；
[0040]圖20為實施例1的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及比較例1的波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的PL圖譜；
[0041] 圖21為實施例2的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及比較例2的波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的PL圖譜；
[0042] 圖22為實施例3的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及比較例3的波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的PL圖譜； 以及
[0043] 圖23為實施例4的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及比較例4的波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的PL圖譜。
[0044] 符號說明
[0045] 1，2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 發(fā)光膜
[0046] 20, 30, 40, 50, 60, 100 增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)
[0047] 110 基材
[0048] 120 第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層
[0049] 120a 第一量子點
[0050] 120b 第二量子點
[0051] 140 阻障層
[0052] 220 第二經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層
[0053] 220a 第二量子點
[0054] 230 阻障層
[0055] 300 棱鏡片結(jié)構(gòu)集光膜
[0056] 400 膽固醇液晶反射偏光片
[0057] 500 反射式偏光片
[0058] 600 擴散膜
[0059] L1 第一光線
[0060] L2 第二光線
[0061] L3 第三光線。
【具體實施方式】
[0062] 以下通過特定的具體實施例配合【附圖說明】本發(fā)明的實施方式，熟悉此專業(yè)的人士 可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的優(yōu)點及功效。本發(fā)明也可通過其它不同的 實施方式加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可基于不同觀點與應(yīng)用，在不悖離本 發(fā)明所揭示的精神下賦予不同的修飾與變更。
[0063]圖1為繪示本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的一具體實施例的示意圖。參閱圖1，增 益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)20包含第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層120以及多個第一量子點120a，其 中，多個第一量子點120a分散于第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層120中。
[0064] 圖1中的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)20設(shè)置于光源上或光源的傳輸路徑上，例如，光源 所發(fā)出的第一光線L1射入該第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層120,第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層 120用以將第一光線L1激發(fā)轉(zhuǎn)換成第二光線L2。當?shù)谝还饩€L1進入增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu) 20時，第一量子點120a被第一光線L1激發(fā)而發(fā)出第二光線L2,第二光線L2于第一經(jīng)交聯(lián) 的膽固醇液晶層120中多次反射，其中，第二光線L2的波長不同于第一光線L1的波長，優(yōu) 選者，第一光線L1的波長范圍介于420nm至460nm之間，而第二光線L2的波長范圍介于 520nm 至 580nm 之間。
[0065]圖2為繪示本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的另一具體實施例的示意圖。參閱圖2， 增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)30為一多層復合結(jié)構(gòu)，其包含基材110、第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層 120以及多個第一量子點120a，其中，第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層120形成于基材110上， 多個第一量子點120a分散于第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層120中。
[0066] 圖2中的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)30設(shè)置于光源上或光源的傳輸路徑上，例如，光源 所發(fā)出的第一光線L1由基材110方向射入，第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶層120用以將第一光 線L1激發(fā)轉(zhuǎn)換成第二光線L2。當?shù)谝还饩€L1進入增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)30時，第一量子 點120a被第一光線L1激發(fā)而發(fā)出第二光線L2,第二光線L2于第一經(jīng)交聯(lián)的膽固醇液晶 層120中多次反射，其中，第二光線L2的波長不同于第一光線L1的波長，優(yōu)選者，第一光線 L1的波長范圍介于420nm至460nm之間，而第二光線L2的波長范圍介于520nm至580nm之 間。
[0067]圖3為繪示本發(fā)明的增益型波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)