CN1680856A - 背光模块及其单元 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种背光模块及其单元，该背光模块包括互相连接组成的复数单元；各背光模块单元包括导光板、邻接于该导光板一侧的光源结构、贴合该光源结构的导热组件；其中，该导光板设有相对应的出光面及底面，该出光面大于该底面并定义出第一容置空间，该光源结构容设于第一容置空间内；且任意两两相邻的背光模块单元，次一导光板具有可容设前一导光板的该导热组件的第二容置空间；因此该背光模块具有可变化背光模块单元数量的尺寸。本发明利用背光模块单元组装成为一背光模块，可依需求变化背光模块尺寸，节约成本及提高良品率，并可达到薄型化与轻量化，且可提高辉度及均度，达成出光均匀性，还可模块化生产，进一步降低成本及提高生产效率。

Description

背光模块及其单元

技术领域

本发明涉及一种背光模块，特别是涉及一种兼顾有效散热、出光均匀的薄型背光模块及其单元。

背景技术

背光模块(Back Light Unit，BLU)是泛指一种可提供产品背光源的组件，目前运用在各种信息、通讯、或消费产品上，如：液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)、底片扫描仪、幻灯片看片箱等产品，其中以作为液晶显示器的市场较大。液晶显示器由于其厚度薄，质量轻且携带方便，近年来需求快速增加，已能在显示器的市场占有一席之地。随着液晶显示器制造技术的提升、大尺寸及低价格的趋势下，背光模块在考虑轻量化、薄型化、低消费电力、高亮度及降低成本的市场要求，为了保持市场竞争力，积极开发、设计出新型的背光模块及射出成型的新制作技术，是业界努力的方向及重要课题。

一般而言，现有习知的背光模块依其规模的要求，已经发展出下列的结构：

1、请参阅图1所示，是现有习知的侧光式结构背光模块的侧视立体示意图。该侧光式结构背光模块1a，一般是常用于14英寸以下的液晶模块9a及导光板10a，其为侧边(单边或双边)入射的光源设计，入射光源11a采冷阴极管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)或发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，其拥有轻量、薄型、窄框化、以及低消费电力的特色，常应用于笔记型计算机的光源；其中，该导光板10a是可在其上表面设有扩散片13a及棱镜片14a，以加强该侧光式背光模块1a的辉度均一性及对称性，且在其下表面设有反射片12a，用以提高该侧光式背光模块1a的辉度。

2、请参阅图2所示，是现有习知的直下型结构背光模块的侧视立体示意图。该直下型结构背光模块2a，是应用于大尺寸的背光模块，当液晶模块9a及背光模块超过17英寸以上时，前述的侧光式结构已经无法在重量、消费电力及亮度上占有优势，因此，该直下型结构背光模块2a便被发展出来，其入射光源21a是采用复数冷阴极管(Cold CathodeFluorescent Lamp，CCFL)由设置于该入射光源21a下方的反射板22a反射后，向上经导光板(或扩散板)20a均匀分散后在正面射出。其优点是轻量化、高辉度、良好的出光视角、光利用效率高、结构简易化等，常用作监视器(Monitor)的屏幕；其中，该导光板(或扩散板)20a是可在上表面设有棱镜片23a，以提高该直下型结构背光模块2a的正面及大视角辉度；但是其存在有以下缺陷：

(1)、大尺寸的该导光板(或该扩散板)20a其射出成型困难，模具成本高昂；

(2)、其使用冷阴极管，从而造成电力消耗高，该直下型结构背光模块2a的该冷阴极管的排列轮廓极容易造成阴影，以致影响辉度均一性；

(3)、该冷阴极管的散热问题无法改善，或为了增加散热模块而牺牲背光模块的轻薄需求；

(4)、该冷阴极管内含有汞等有毒废弃物，为了要因应环保要求，该入射光源21a势必要寻找替代光源。

由此可见，上述现有的背光模块在实际制造与使用上，均无法达成兼顾有效散热、出光均匀的薄型面板，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决背光模块存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但是长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的背光模块存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的背光模块及其单元，能够改进一般现有的背光模块，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的背光模块存在的缺陷，而提供一种新型结构的背光模块及其单元，所要解决的技术问题是使其利用背光模块单元组装方式成为一背光模块，可依照需求变化该背光模块的尺寸，并可避免开发大模具的成本及提高产品的良品率，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的次一目的在于，提供一种背光模块及其单元，所要解决的技术问题是使其可有效的利用空间，达到薄型化与轻量化，以保持市场竞争力。

本发明的另一目的在于，提供一种背光模块及其单元，所要解决的技术问题是使其可有效的散热，可以避免散热不易造成背光模块使用寿命及效率降低，从而更加适于实用。

本发明的又一目的在于，提供一种背光模块及其单元，所要解决的技术问题是使其可以提高辉度及均度，达成出光均匀性，从而更加适于实用。

本发明的再一目的在于，提供一种背光模块及其单元，所要解决的技术问题是使其可以模块化生产，而可进一步降低成本及提高生产效率，从而更加适于实用。

本发明的还一目的在于，提供一种背光模块及其单元，所要解决的技术问题是使其利用发光二极管取代冷阴极管达成光源需求，以符合无汞化的环保要求，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种背光模块及其单元，该背光模块包括互相连接组成的复数单元；各背光模块单元包括：导光板，是呈楔型，在其上设有出光面及在其下具有底面，该出光面是大于该底面并定义出第一容置空间；光源结构，是邻接于该导光板一侧并容设于该第一容置空间内；以及导热组件，是贴合于该光源结构上，且该导热组件是与该导光板呈相对侧；其中，任意两两相邻的背光模块单元，次一导光板是具有可容设前一导光板的该导热组件的第二容置空间；任意两两相邻的出光面是互相紧密连接；因此，该背光模块具有可依需求变化该背光模块单元的数量的尺寸。

本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的背光模块及其单元，其中所述的各背光模块单元的该光源结构包括电路板、设置于该电路板上的控制芯片以及光源，其中该电路板是与该导热组件相贴合。

前述的背光模块及其单元，其中所述的光源包括含复数个由红绿蓝三单芯片所组成的混光二极管(RGB LED)；该光源进一步包括有导线架，该复数个红绿蓝三晶混光二极管是设置于该导线架上，外覆封装材料，该导线架是电连接于该电路板。

前述的背光模块及其单元，其中所述的光源包括有复数个由红光二极管、绿光二极管及蓝光二极管为一组的发光组。

前述的背光模块及其单元，其中所述的光源包括复数个由二波长蓝光单芯片外覆黄色波长荧光材料涂层的发光二极管。

前述的背光模块及其单元，其中所述的光源包括复数个由蓝光单芯片外覆绿色与红色波长荧光粉材料涂层的发光二极管。

前述的背光模块及其单元，其中所述的光源包括复数个由紫外光单芯片外覆可见光波段荧光粉材料涂层的发光二极管，其波长是介于400奈米与800奈米之间。

前述的背光模块及其单元，其中所述的光源包括复数个由紫外光单芯片外覆红、绿、蓝三波长荧光材料涂层的发光二极管。

前述的背光模块及其单元，其进一步包括有贴合于该导光板下的散热板，该散热板设有具高反射率的上表面。

前述的背光模块及其单元，其中所述的上表面包含银材料、高反射金属材料、或高反射率的介电材质镀膜。

前述的背光模块及其单元，其中所述的导热组件及散热板为具有高热传导系数的导热组件及散热板。

前述的背光模块及其单元，其中所述的导热组件或散热板是为铝合金材料或铜合金材料所制成。

前述的背光模块及其单元，其中所述的导热组件与散热板是为一体成型、或该导热组件与该散热板是呈组装式结构连接。

前述的背光模块及其单元，其中任意两两相邻的背光模块单元，前一导光板的导热组件是在邻接次一导光板的一侧设有具有高反射率的侧表面。

前述的背光模块及其单元，其中所述的侧表面包含银材料、高反射金属材料、或高反射率的介电材质镀膜。

前述的背光模块及其单元，其中所述的背光模块包括贴合于该复数背光模块单元上的扩散板。

前述的背光模块及其单元，其中所述的背光模块包括设于该扩散板上表面的棱镜片，该棱镜片是图案加工形成有聚光与光均匀化图案。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上的技术方案可知，为了达到前述的发明目的，本发明提供一种背光模块及其单元，该背光模块是包括互相连接组成的复数背光模块单元；各背光模块单元包括导光板、邻接于该导光板一侧的光源结构、贴合该光源结构的导热组件；其中，该导光板是设有相对应的出光面及底面，该出光面是大于该底面并定义出第一容置空间，该光源结构是容设于该第一容置空间内；且任意两两相邻的背光模块单元，次一导光板具有可容设前一导光板的该导热组件的第二容置空间；所以该背光模块是具有可变化背光模块单元数量的尺寸。

借由上述技术方案，本发明背光模块及其单元至少具有下列结构特点及优点：

l、本发明利用背光模块单元组装方式而成为一背光模块，可以依照需求变化该背光模块的尺寸，并可以避免开发大模具的成本及提高产品的良品率，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

2、本发明可以有效的利用空间，达到薄型化与轻量化，而可保持市场竞争力。

3、本发明可有效的进行散热，能够避免散热不易而造成背光模块使用寿命及效率降低，从而更加适于实用。

4、本发明可以提高辉度及均度，达成出光的均匀性，从而更加适于实用。

5、本发明可以模块化生产，而可进一步降低成本及提高生产效率，从而更加适于实用。

6、本发明利用发光二极管取代冷阴极管达成光源需求，而可符合无汞化的环保要求，从而更加适于实用。

综上所述，本发明特殊结构的背光模块及其单元，具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大改进，在技术上有较大进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的背光模块具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是现有习知的侧光式结构背光模块的侧视立体示意图。

图2是现有习知的直下型结构背光模块的侧视立体示意图。

图3是本发明背光模块及其单元的侧视立体示意图。

图4是本发明背光模块单元的侧视放大示意图。

图5是本发明背光模块单元的另一实施例的侧视放大示意图。

图6是本发明光源结构的示意图。

图7是本发明光源结构的另一实施例的示意图。

1a：侧光式结构背光模块

10a：导光板                       11a：入射光源

12a：反射片                       13a：扩散片

14a：棱镜片

2a：直下型结构背光模块            20a：导光板(或扩散板)

21a：入射光源                     22a：反射板

23a：棱镜片

30：导光板                        301：出光面

302：底面                         303：第一容置空间

304：第二容置空间

31：光源结构                      311：光源

3111：白光二极管                  3112：导线架

3113：封装材料         312：电路板

32：导热组件           321：侧表面

33：散热板             331：上表面

9：液晶模块            9a：液晶模块

d：预定厚度

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的背光模块及其单元其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图3所示，是本发明背光模块及其单元的侧视立体示意图。本发明是提供一种背光模块及其单元，该背光模块包括互相连接组成的复数背光模块单元；各背光模块单元包括导光板30、邻接于该导光板30一侧的光源结构31、以及贴合该光源结构31的导热组件32；其中：

该导光板30，是呈楔型，且设有相对应的出光面301及底面302，该出光面301、底面302是呈上下相对设置，该出光面301是大于底面302并定义设置出第一容置空间303；

该光源结构31，是容设于第一容置空间303内；

该导热组件32，其与导光板30是设置于光源结构31的相对侧，且该导热组件32是具有高热传导系数，用以导散光源结构31所产生的热量，并将热量传导到散热板33达到均匀散热的目的。该导热组件32可为铝合金材料或铜合金材料所制成。

并且，任意两两相邻的背光模块单元，次一导光板30具有可容设前一导光板30的导热组件32的第二容置空间304，因此，本发明发光模块可以有效的利用空间，进而可以达到薄型化与轻量化，能够保持市场的竞争力。

请参阅图4所示，是本发明背光模块单元的侧视放大示意图。该光源结构31是可以完全容置于第一容置空间303内，该导热组件32的尺寸与形状是对应于次一导光板30的第二容置空间304，并且该导热组件32是可完全容置于该第二收容空间304内，所以，任意两两相邻的出光面301能够互相紧密连接，可避免该导热组件32造成阴影，以达成出光均匀性、提高均度。

请参阅图5所示，是本发明背光模块单元的另一实施例的侧视放大示意图。该导光板30是可由出光面301向下延伸一预定厚度d，以令两两相邻的该出光面301可进一步互相贴合，以确保互相紧密连接；故，该背光模块可藉由变化该背光模块单元的数量依需求组合，以适应各种不同的尺寸。因此，该背光模块具有可依需求变化该背光模块单元的数量的尺寸，避免开发大尺寸背光模块所需大模具的成本，且小尺寸背光模块的生产条件皆较大尺寸背光模块容易控制，利用小尺寸背光模块互相拼组可以较大尺寸背光模块具有较高的产品良品率。

由于无汞化的环保要求，本发明采以发光二极管，特别是照明用的白光二极管，来取代冷阴极灯管，以作为光源提供。本发明采用的白光二极管包括六种产品结构态样，如：红绿蓝三晶混光二极管(RGB LED)；或由红光二极管、绿光二极管及蓝光二极管为一组来混合发出白光；或蓝光单芯片加黄色波长荧光粉的单晶发光；或蓝光单芯片加绿色与红色波长荧光粉的单晶发光；或紫外光单芯片外覆可见光波段荧光粉的单晶发光，其波长是介于400奈米与800奈米之间；或紫外光单芯片外覆红绿蓝三波长荧光光粉的单晶发光。

请参阅图5及图6所示，图5是本发明背光模块单元的另一实施例的侧视放大示意图，图6是本发明光源结构的示意图。各背光模块单元的光源结构31，其包括电路板312、设置于电路板312上的控制芯片(图中未示)及光源311，其中该电路板312是与导热组件32贴合。

其中，该光源311包括复数个白光二极管3111，如：包含复数个由红绿蓝三单芯片所组成的混光二极管(RGB LED)。

该红绿蓝三单芯片是可如图5所示为复数个单颗发光二极管，亦可如图7所示，是本发明光源结构的另一实施例的示意图，该光源311进一步包括导线架3112，该复数个红绿蓝三单芯片是设置于该导线架3112上，外覆封装材料3113而成为一发光模块；

该导线架3112是电连接于电路板312，该电路板312可以进一步包括有复数电阻(图中未示)，利用该电阻或该控制芯片可以调整光源311的辉度。

或者，该光源311包括复数个由红光二极管、绿光二极管及蓝光二极管为一组的发光组，用以混合发出白光，其设置方式请参考图6所示。

又或者，该光源311是包括复数个由二波长蓝光单芯片外覆黄色粉荧光材料(如YAG荧光粉)涂层的发光二极管，利用互补的蓝光与黄光结合而混合成所需要的白光；

或者，该光源311是包括复数个由蓝光单芯片加绿色与红色波长荧光粉的单晶发光的发光二极管；

或者，该光源311是包括复数个由紫外光单芯片外覆可见光波段荧光粉的单晶发光的发光二极管，其波长是介于400奈米与800奈米之间；

或者，该光源311是包括复数个由紫外光单芯片外覆三波长荧光粉涂层的发光二极管，利用紫外光激发荧光粉产生三波长光(红色光、绿色光、及蓝色光)，混合成所需要的白光。

由于上述的该由红绿蓝三单芯片所组成的混光二极管、由红光二极管、绿光二极管及蓝光二极管为一组的发光组、由紫外光单芯片外覆可见光波段荧光粉的单晶发光的发光二极管、由紫外光单芯片外覆三波长荧光材料涂层的发光二极管、由蓝光单芯片加绿色与红色波长荧光粉的单晶发光的发光二极管、或由二波长蓝光单芯片外覆黄色波长荧光材料涂层的发光二极管均具有不同的特性，除了由二波长蓝光单芯片外覆黄色波长荧光材料涂层的发光二极管具有较高亮度的特性外，其余皆具有演色性较高的优点；然而，依照不同需求、设计及生产成本的考虑下，上述的白光二极管均可互相搭配调整与混合组装，而可以提高辉度及演色度。

请参阅图4所示，该背光模块及其单元，是进一步包括贴合于该导光板下的散热板33，该散热板33包括有以下的实施态样：

各背光模块单元是包括贴合于导光板30及导热组件32下的散热板33；

或者，该背光模块是包括贴合于复数背光模块单元下的散热板33。该散热板33是具有高热传导系数，用以导散导热组件32所传递出来的热量，该散热板33是可为铝合金材料或铜合金材料所制成，所以，本发明是可有效的散热，避免散热不易造成该背光模块及该发光二极管使用寿命及发光效率降低；该散热板33设有具有高反射率的上表面331，藉此反射导光板30透出的光线，以提高光使用效率；其中，该上表面331包含银材料、或该上表面331可包含高反射金属材料、或高反射率的介电材质镀膜。其中，该散热片33是可与导热组件32为一体成型或呈组装式结构相连接。

如图4所示，该光源结构31是令电路板312平行且贴合该导热组件32设置；或请参阅图5所示，该光源结构31可令电路板312垂直并贴合导热组件32设置，朝下设置的光源311利用散热板33的上表面331的高反射率可将光线有效的反射至导光板30内。

其中，任意两两相邻的背光模块单元，前一导光板30的导热组件32是在邻接次一导光板30的一侧设有具有高反射率的侧表面321，藉此反射导光板30透出的光线，该侧表面321可包含银材料、高反射金属材料或高反射率的介电材质镀膜。

请结合参阅图3所示，本发明背光模块可依需求及液晶模块9而模块化生产，将复数背光模块单元拼组后，可设置贴合于该复数背光模块单元上的扩散板34，或进一步包括设置于该扩散板34上的棱镜片35，以降低成本、以及提高生产效率；其中，该棱镜片35是经由图案加工形成有聚光与光均匀化图案。

通过上述具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (17)

1、一种背光模块及其单元，其特征在于该背光模块包括互相连接组成的复数单元；各背光模块单元包括：

导光板，是呈楔型，在其上设有出光面及在其下具有底面，该出光面是大于该底面并定义出第一容置空间；

光源结构，是邻接于该导光板一侧并容设于该第一容置空间内；以及

导热组件，是贴合于该光源结构上，且该导热组件是与该导光板呈相对侧；

其中，任意两两相邻的背光模块单元，次一导光板是具有可容设前一导光板的该导热组件的第二容置空间；任意两两相邻的出光面是互相紧密连接；因此，该背光模块具有可依需求变化该背光模块单元的数量的尺寸。

2、根据权利要求1所述的背光模块及其单元，其特征在于其中所述的各背光模块单元的该光源结构包括电路板、设置于该电路板上的控制芯片以及光源，其中该电路板是与该导热组件相贴合。

3、根据权利要求2所述的背光模块及其单元，其特征在于其中所述的光源包括含复数个由红绿蓝三单芯片所组成的混光二极管(RGB LED)；该光源进一步包括有导线架，该复数个红绿蓝三晶混光二极管是设置于该导线架上，外覆封装材料，该导线架是电连接于该电路板。

4、根据权利要求2所述的背光模块及其单元，其特征在于其中所述的光源包括复数个由红光二极管、绿光二极管及蓝光二极管为一组的发光组。

5、根据权利要求2所述的背光模块及其单元，其特征在于其中所述的光源包括复数个由二波长蓝光单芯片外覆黄色波长荧光材料涂层的发光二极管。

6、根据权利要求2所述的背光模块及其单元，其特征在于其中所述的光源包括复数个由蓝光单芯片外覆绿色与红色波长荧光粉材料涂层的发光二极管。

7、根据权利要求2所述的背光模块及其单元，其特征在于其中所述的光源包括复数个由紫外光单芯片外覆可见光波段荧光粉材料涂层的发光二极管，其波长是介于400奈米与800奈米之间。

8、根据权利要求2所述的背光模块及其单元，其特征在于其中所述的光源包括复数个由紫外光单芯片外覆红、绿、蓝三波长荧光材料涂层的发光二极管。

9、根据权利要求1所述的背光模块及其单元，其特征在于其进一步包括贴合于该导光板下的散热板，该散热板设有具高反射率的上表面。

10、根据权利要求9所述的背光模块及其单元，其特征在于其中所述的上表面包含银材料、高反射金属材料、或高反射率的介电材质镀膜。

11、根据权利要求9所述的背光模块及其单元，其特征在于其中所述的导热组件及散热板为具有高热传导系数的导热组件及散热板。

12、根据权利要求11所述的背光模块及其单元，其特征在于其中所述的导热组件或散热板是为铝合金材料或铜合金材料所制成。

13、根据权利要求9所述的背光模块及其单元，其特征在于其中所述的导热组件与散热板是为一体成型、或该导热组件与该散热板是呈组装式结构连接。

14、根据权利要求1所述的背光模块及其单元，其特征在于其中任意两两相邻的背光模块单元，前一导光板的导热组件是在邻接次一导光板的一侧设有具有高反射率的侧表面。

15、根据权利要求14所述的背光模块及其单元，其特征在于其中所述的侧表面包含银材料、高反射金属材料、或高反射率的介电材质镀膜。

16、根据权利要求1所述的背光模块及其单元，其特征在于其中所述的背光模块包括贴合于该复数背光模块单元上的扩散板。

17、根据权利要求16所述的背光模块及其单元，其特征在于其中所述的背光模块包括设于该扩散板上表面的棱镜片，该棱镜片是图案加工形成有聚光与光均匀化图案。

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