專利名稱：背光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光技術(shù)，且特別涉及一種背光模塊。
背景技術(shù)：
隨著液晶顯示裝置制作技術(shù)快速的進(jìn)步，以及其具備有輕薄、省電及無(wú)輻射線等 優(yōu)點(diǎn)，使得液晶顯示裝置大量地被應(yīng)用于個(gè)人數(shù)字助理器、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z 錄影機(jī)、移動(dòng)電話、計(jì)算機(jī)屏幕及液晶電視等各式電子產(chǎn)品中。再加上業(yè)界積極的投入研發(fā) 以及采用大型化的生產(chǎn)設(shè)備，使液晶顯示裝置的品質(zhì)不斷提升，且價(jià)格持續(xù)下降。因此，使 得液晶顯示裝置的應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大。但，由于液晶顯示裝置中的液晶顯示面板為非自發(fā) 光性的顯示面板，需要藉助背光模塊所提供的光線才能產(chǎn)生顯示畫面的功能。參照?qǐng)D1，圖1是一種直下式背光模塊的剖面圖。如圖1所示，直下式背光模塊包 括光源Iio與擴(kuò)散板120，于使用時(shí)，光源110朝向擴(kuò)散板120發(fā)出光112。為了減少所需 的混光距離114，可通過(guò)外加的透鏡130來(lái)改變光源110發(fā)光112的場(chǎng)形(如圖2所示)， 以進(jìn)一步降低混光距離。然而，前述所提的兩種直下式背光模塊，其混光距離仍需10 15mm。此外，使用額 外的透鏡130將增加背光模塊的整體成本及組裝復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一態(tài)樣是在提供一種背光模塊，有效薄型化并兼具區(qū)域控制的特 性，以提升提圖像的品質(zhì)，并降低整體成本及組裝復(fù)雜度。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，一種背光模塊包括一導(dǎo)光板與多個(gè)光耦合單元。這些光耦 合單元設(shè)置于導(dǎo)光板下方，其中每一光耦合單元包括一光耦合材、一光學(xué)膠與多個(gè)發(fā)光元 件。光耦合材的上表面面向?qū)Ч獍?，光學(xué)膠貼附于光耦合材的上表面與導(dǎo)光板之間，發(fā)光元 件設(shè)置于光耦合材的側(cè)面。再者，導(dǎo)光板具有一表面面向多個(gè)光耦合單元，此表面的部分區(qū)域直接接觸這些 光耦合單元，而此表面未接觸這些光耦合單元的區(qū)域則設(shè)有散射結(jié)構(gòu)(scatter)。綜上所述，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。通過(guò) 上述技術(shù)方案，可達(dá)到相當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)步，并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價(jià)值，其至少具有下列優(yōu)
點(diǎn)1.利用光耦合材，將發(fā)光元件所發(fā)出的光線高效率地導(dǎo)入；以及2.于傳遞距離內(nèi)，通過(guò)散射結(jié)構(gòu)將光導(dǎo)出導(dǎo)光板，以利于區(qū)域控制亮度的表現(xiàn)。以下將以實(shí)施例對(duì)上述的說(shuō)明以及接下來(lái)的實(shí)施方式做詳細(xì)的描述，并對(duì)本發(fā)明 的技術(shù)方案提供更進(jìn)一步的解釋。


為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，附圖的說(shuō)明如下圖1是一種直下式背光模塊的剖面圖；圖2是另一種直下式背光模塊的剖面圖；圖3是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種背光模塊的剖面圖與局部放大圖；圖4是依照本發(fā)明一實(shí)施例所示出的圖3的光耦合材與發(fā)光元件的俯視圖；圖5是依照本發(fā)明另一實(shí)施例所示出的圖3的光耦合材與發(fā)光元件的俯視圖；圖6是依照本發(fā)明又一實(shí)施例所示出的圖3的光耦合材與發(fā)光元件的俯視圖；圖7是依照本發(fā)明一實(shí)施例所示出的圖3的光耦合材、發(fā)光元件結(jié)合遮光罩的立 體示意圖；以及圖8是依照本發(fā)明一實(shí)施例所示出的圖3的光耦合單元的排列形式。其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下110光源331第一區(qū)
112光332第二區(qū)
114混光距離333反射層
120擴(kuò)散板410光耦合材
130透鏡412凹槽
310導(dǎo)光板420光學(xué)膠
312散射結(jié)構(gòu)430發(fā)光元件
320光耦合單元432光線
322光線440遮光罩
330電路板A:區(qū)域
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，可參照所附的圖式及以下所述各種實(shí)施 例，圖式中相同的號(hào)碼代表相同或相似的元件。另一方面，眾所周知的元件與步驟并未描述 于實(shí)施例中，以避免對(duì)本發(fā)明造成不必要的限制。本文中所使用的“約”、“大約”或“大致”用以修飾任何可些微變化的數(shù)量，但這種 些微變化并不會(huì)改變其本質(zhì)。于實(shí)施方式中若無(wú)特別說(shuō)明，則代表以“約”、“大約”或“大 致”所修飾的數(shù)值的誤差范圍一般是容許在百分之二十以內(nèi)，較佳地是于百分之十以內(nèi)，而 更佳地則是于百分五之以內(nèi)。參照?qǐng)D3，圖3是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種背光模塊的剖面圖與局部放大圖。如 圖3所示，背光模塊包括一導(dǎo)光板310與多個(gè)光耦合單元320。這些光耦合單元320設(shè)置于 導(dǎo)光板310下方，光耦合單元320可發(fā)出光線322并耦合入導(dǎo)光板310內(nèi)，導(dǎo)光板310可將 光導(dǎo)出板外。于背光模塊中，由于無(wú)混光距離，可大幅降低背光模塊的厚度，有效薄型化。另，無(wú) 須采用透鏡，可降低整體成本及組裝復(fù)雜度。實(shí)作上，背光模塊的厚度可縮小至約5mm以 下，例如約為3 5mm，其中導(dǎo)光板310的厚度約為2mm，光耦合單元320的厚度約為1mm。另外，導(dǎo)光板310的下表面面向多個(gè)光耦合單元320，其中導(dǎo)光板310的下表面的 部分區(qū)域直接接觸光耦合單元320，而下表面未接觸光耦合單元320的區(qū)域則設(shè)有散射結(jié)構(gòu)312。實(shí)作上，可形成光散射圖案于導(dǎo)光板310的下表面的未接觸光耦合單元320的區(qū)域 以作為散射結(jié)構(gòu)312，通過(guò)散射結(jié)構(gòu)312可將光導(dǎo)出導(dǎo)光板310，以提供較均勻與輝度較高 的出光。另外，雖圖未示，除于導(dǎo)光板310的下表面形成光散射圖案外，可更于導(dǎo)光板310 的上表面形成光散射圖案。在結(jié)構(gòu)上，導(dǎo)光板310是一體成型，而非由數(shù)個(gè)較小的導(dǎo)光板組合而成。利用一體 成型的導(dǎo)光板310，可以使得光線分布均勻，避免明暗不均的現(xiàn)象，從而提升圖像的品質(zhì)。于 對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，倘若以數(shù)個(gè)較小的導(dǎo)光板拼接成導(dǎo)光板310，在小導(dǎo)光板之間的接合處則會(huì)有 明暗不均的現(xiàn)象，降低了圖像的品質(zhì)。關(guān)于光耦合單元320的結(jié)構(gòu)，如圖3中區(qū)域A的放大圖所示，每一光耦合單元320 包括一光耦合材410、一光學(xué)膠420與多個(gè)發(fā)光元件430。在結(jié)構(gòu)上，光耦合材410的上表 面面向?qū)Ч獍?10，光學(xué)膠420貼附于光耦合材410的上表面與導(dǎo)光板310之間，發(fā)光元件 430設(shè)置于光耦合材410的側(cè)面。藉此，利用光學(xué)膠420將光耦合材410與導(dǎo)光板310之間的空氣隙填滿，以形成光 接觸(optical contact)。因此，由發(fā)光元件430所發(fā)出的光線432將由光耦合材410的側(cè) 面導(dǎo)入，隨后可穿過(guò)此光接觸介面而導(dǎo)入導(dǎo)光板310內(nèi)，并且在導(dǎo)光板310內(nèi)可通過(guò)全反射 (Total Internal Reflection)擴(kuò)散開(kāi)來(lái)。在導(dǎo)光板310內(nèi)傳導(dǎo)的光線可通過(guò)具散射特性 的微結(jié)構(gòu)(亦即，散射結(jié)構(gòu)312)，均勻地將光導(dǎo)出導(dǎo)光板310夕卜。在材料方面，光耦合材410的材質(zhì)例如可為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯 (PC)、或其它合適材質(zhì)、或上述的衍生物、或上述的組合。光學(xué)膠420可具有無(wú)色透明、透光 率在90%以上、膠結(jié)強(qiáng)度良好，可在室溫或中溫下固化，且有固化收縮小等特點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)， 光學(xué)膠420的材質(zhì)可為有機(jī)硅橡膠、丙烯酸型樹(shù)脂、不飽和聚酯、聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、或其它 合適材質(zhì)、或上述的衍生物、或上述的組合。于一實(shí)施例中，導(dǎo)光板310的折射率、光學(xué)膠420的折射率與光耦合材410的折射 率均相同，藉以提升光傳導(dǎo)的效率?；蛘?，于另一實(shí)施例中，光耦合材410的折射率與導(dǎo)光 板310的折射率可不同，舉例來(lái)說(shuō)，若光耦合材410的折射率大于導(dǎo)光板310的折射率，則 可讓光線進(jìn)入導(dǎo)光板310的范圍相對(duì)集中，在區(qū)域控制(Local Dimming)光耦合單元320 的明暗度時(shí)，可使得圖像的對(duì)比度較為顯著；若光耦合材410的折射率小于導(dǎo)光板310的折 射率，則可讓光線進(jìn)入導(dǎo)光板310的范圍相對(duì)擴(kuò)張，使得光線分布較為均勻。本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以視當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)需要彈性選擇導(dǎo)光板310、光學(xué)膠420及光耦合材410的折射率關(guān)系。另外，若光耦合材410的折射率與導(dǎo)光板310的折射率不同，則光耦合材410的折 射率或?qū)Ч獍?10的折射率可等于光學(xué)膠420的折射率，以減少光損失。如圖3所示，背光模塊亦可包括一電路板330。電路板330設(shè)置于多個(gè)光耦合單元 320的下方，以承載這些光耦合單元320。電路板330上的線路可電性連接發(fā)光元件430及 外部的驅(qū)動(dòng)電路(未示出)，驅(qū)動(dòng)電路可經(jīng)由電路板330的線路控制各個(gè)發(fā)光元件430的明 滅及亮度。如區(qū)域A的放大圖所示，電路板330設(shè)置于光耦合材410的下方，電路板330表面 可包括第一區(qū)331以及第二區(qū)332，第一區(qū)331設(shè)置發(fā)光元件430，第二區(qū)332則設(shè)置一反 射層333，光耦合材410的下表面接觸反射層333，以提升光反射效率。實(shí)作上，發(fā)光元件430可為發(fā)光二極管元件、電激發(fā)光元件或類似發(fā)光裝置。由于
5發(fā)光元件430封裝特性，其所發(fā)出的光亦可能由非發(fā)光面所漏出，進(jìn)而在光接觸面上方形 成亮點(diǎn)(Hot Spot)。因此可在光耦合材410的外部，加上一個(gè)遮光罩440 (Cover)，遮光罩 440遮蔽光耦合材410的側(cè)面及發(fā)光元件430的上方和外側(cè)，即可有效降低漏光的問(wèn)題。根 據(jù)此入光及遮光架構(gòu)，進(jìn)入導(dǎo)光板310的耦合效率可達(dá)95%以上，同時(shí)漏光可降低至2%左右。參照?qǐng)D4，圖4是依照本發(fā)明一實(shí)施例所示出的圖3的光耦合材410與發(fā)光元件 430的俯視圖。如圖4所示，光耦合材410的形狀為八邊形，四個(gè)發(fā)光元件430等間距地包 圍在光耦合材410的側(cè)面，以避免暗帶(dark area)的發(fā)生，確保光進(jìn)入導(dǎo)光板后能涵蓋 360度的角度分布。參照?qǐng)D5，圖5是依照本發(fā)明另一實(shí)施例所示出的圖3的光耦合材410與發(fā)光元件 430的俯視圖。如圖5所示，光耦合材410的形狀為六邊形，六個(gè)發(fā)光元件430等間距地包 圍在光耦合材410的側(cè)面，以避免暗帶的發(fā)生，確保光進(jìn)入光耦合材410后能涵蓋360度的 角度分布。參照?qǐng)D6，圖6是依照本發(fā)明又一實(shí)施例所示出的圖3的光耦合材410與發(fā)光元件 430的俯視圖。如圖6所示，光耦合材410的側(cè)面等間距地設(shè)有多個(gè)凹槽412，多個(gè)發(fā)光元 件430分別設(shè)置于這些凹槽412中，以提升光入射至光耦合材410的效率。綜上所述，光耦合材410的形狀可為多邊形，其具體的幾何形狀可根據(jù)使用發(fā)光 元件430的數(shù)目作調(diào)整，并可在光耦合材410內(nèi)形成挖槽以供發(fā)光元件430的擺放。實(shí)作 上，一光耦合單元320中的發(fā)光元件430擺放的方式可以采間距地排列，且發(fā)光二極管430 的數(shù)量大于或等于四個(gè)，以避免暗帶的發(fā)生，確保光進(jìn)入導(dǎo)光板后能涵蓋360度的角度分 布。于對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，倘若發(fā)光二極管430的數(shù)量小于四個(gè)，則易有暗帶的發(fā)生。圖7是依照本發(fā)明一實(shí)施例所示出的圖3的光耦合材410、發(fā)光元件430結(jié)合遮光 罩440的立體示意圖。如圖7所示，遮光罩440遮蔽光耦合材410的側(cè)面及發(fā)光元件430 的上方和外側(cè)，即可有效降低漏光的問(wèn)題。在材料方面，遮光罩440的材質(zhì)例如可為金屬、 不透明塑膠、或其它合適材質(zhì)、或上述的衍生物、或上述的組合，而遮光罩440較佳可為反 射材料，例如為鋁、銀等具反射性的金屬，或者如聚碳酸酯(polycarbonate，PC)等，但不限 于上述，亦可于遮光罩440內(nèi)側(cè)設(shè)置反射材，例如為鋁、銀等具反射性的金屬，或者如聚碳 酸酯等，藉利用遮光罩440反射回收漏光，以更提高發(fā)光元件430的光利用率。參照?qǐng)D8，圖8是依照本發(fā)明一實(shí)施例所示出的多個(gè)光耦合單元320的排列形式。 如圖8所示，這些光耦合單元320設(shè)置于導(dǎo)光板310下方，并呈陣列排列，其中每一個(gè)光耦 合單元320可區(qū)域控制所在虛線方框內(nèi)的亮度，使得背光模塊有效薄型化并兼具區(qū)域控制 的特性，進(jìn)而提升提圖像的品質(zhì)。另外，除了圖8所示出的矩形陣列以外，于其他實(shí)施例中，多個(gè)光耦合單元320可 分布成一個(gè)交錯(cuò)陣列或其他陣列，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)視當(dāng)時(shí)需要彈性選擇之。雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式公開(kāi)如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù) 人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍 當(dāng)視隨附的權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種背光模塊，至少包含 一導(dǎo)光板；以及多個(gè)光耦合單元，設(shè)置于該導(dǎo)光板下方，其中每一所述光耦合單元包含 一光耦合材，其上表面面向該導(dǎo)光板； 一光學(xué)膠，貼附于該上表面與該導(dǎo)光板之間；以及 多個(gè)發(fā)光元件，設(shè)置于該光耦合材的側(cè)面。
2.如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中每一所述光耦合單元還包含 一遮光罩，遮蔽該光耦合材的側(cè)面及所述多個(gè)發(fā)光元件的上方和外側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中該導(dǎo)光板具有一表面面向所述多個(gè)光耦合單 元，該表面的部分區(qū)域直接接觸所述多個(gè)光耦合單元，而該表面未接觸所述多個(gè)光耦合單 元的區(qū)域則設(shè)有散射結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的背光模塊，其中每一所述光耦合單元中的所述多個(gè)發(fā)光元件等 間距地包圍在該光耦合材的側(cè)面。
5.如權(quán)利要求4所述的背光模塊，其中該光耦合材的側(cè)面等間距地設(shè)有多個(gè)凹槽，所 述多個(gè)發(fā)光元件設(shè)置于所述多個(gè)凹槽中。
6.如權(quán)利要求4所述的背光模塊，其中該發(fā)光元件為發(fā)光二極管，每一所述光耦合單 元中的所述多個(gè)發(fā)光二極管的數(shù)量大于或等于四個(gè)。
7.如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中該光耦合材的形狀為多邊形。
8.如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中該導(dǎo)光板是一體成型。
9.如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中該光耦合材的折射率與該導(dǎo)光板的折射率不同。
10.如權(quán)利要求9所述的背光模塊，其中該光耦合材的折射率或該導(dǎo)光板的折射率等 于該光學(xué)膠的折射率。
11.如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中該導(dǎo)光板的折射率、該光學(xué)膠的折射率與該光 耦合材的折射率均相同。
12.如權(quán)利要求1所述的背光模塊，還包含一電路板，設(shè)置于該光耦合材的下方，該電 路板表面包括一第一區(qū)以及一第二區(qū)，該第一區(qū)設(shè)置所述多個(gè)發(fā)光元件，該第二區(qū)則設(shè)置 一反射層，所述光耦合材的下表面接觸該反射層。
13.如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中所述多個(gè)光耦合單元呈陣列排列。
全文摘要
一種背光模塊在此公開(kāi)，其包括一導(dǎo)光板與多個(gè)光耦合單元。這些光耦合單元設(shè)置于導(dǎo)光板下方，其中每一光耦合單元包括一光耦合材、一光學(xué)膠與多個(gè)發(fā)光元件。光耦合材的上表面面向?qū)Ч獍澹鈱W(xué)膠貼附于光耦合材的上表面與導(dǎo)光板之間，發(fā)光元件設(shè)置于光耦合材的側(cè)面。本發(fā)明可利用光耦合材，將發(fā)光元件所發(fā)出的光線高效率地導(dǎo)入；以及于傳遞距離內(nèi)，通過(guò)散射結(jié)構(gòu)將光導(dǎo)出導(dǎo)光板，以利于區(qū)域控制亮度的表現(xiàn)。
文檔編號(hào)F21S8/00GK102109130SQ20101053497
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者何振弘, 陳志光 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司