TW202129373A - 顯示裝置之光源模組及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種使用微小型LED (mini LED) 做為光源的背光厚度和提升光效率的製造方法，包括下列步驟：首先，將複數個發光二極體晶片以間隔排列方式，裝設於一基板之一上表面；再於該等發光二極體晶片上利用一塗佈設備塗佈一層膠體，該膠體中分佈有均勻之擴散粒子，且填滿該等LED之間隙；接著，再透過一滾輪壓印該膠體，使該膠體表面形成一連續幾何結構，該連續幾何結構之斷面水平-垂直(X-Y軸)方向呈一錐形結構；最後，該連續幾何結構利用一紫外線固化設備作稜鏡片之光學固化；如此一來，所形成之成品不但大幅減少厚度，符合薄型化之要求，並且亦大幅提高界面反射效率之穿透率。

Description

顯示裝置之光源模組及其製造方法
本發明係一種顯示裝置之光源模組及其製造方法，尤指一種大幅減少厚度，並大幅提高界面反射效率之穿透率的微小型LED製造方法。
近年來蓬勃發展小型化光電裝置，將LED尺寸縮小至200微米以下的微小型LED在顯示裝置已廣為應用。利用微小型LED的顯示裝置具有高亮度、高對比、快速響應和低功耗的優點。請參閱第1A、1B圖所示，其係設有一顯示裝置10，該顯示裝置10包括一液晶面板17與一背光模組11，其中該背光模組11依序包含複數第一稜鏡片15、複數第二稜鏡片16之光學膜片(其他膜片未圖示) 、一擴散片14及一光源模組12；該光源模組12使用微小型LED123並具有一發光區13。為了使發光區13出光均勻設置擴散片14，以使呈(Lambertian)光型(如第1B圖所示)，且為了增加光使用效率，會使用二交互垂直之稜鏡片15、16(如第1A圖所示) ，藉以收斂出光視角以提高中心角度亮度(如第1B圖所示)。
然而，現行顯示裝置需薄型化，使用微小型LED的光源模組12的顯示裝置10需在光源模組12及擴散片14之間保留有一間隙G1與第二稜鏡片16與液晶面板17之間保留有一間隙G2，藉以留有脹縮空間，如此一來便導致整體厚度增加，不符合薄型化之要求；再者，第一稜鏡片15、第二稜鏡片16的幾合表面雖然可增加光集中性，但是反而降低穿透率，造成需要改善該等稜鏡片15、16的使用空間和界面反射，相當不便利。
由此可見，上述習用物品仍有諸多缺失，實非一良善之設計者，而亟待加以改良。
有鑑於此，本案發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。
本發明之目的，在提供一種顯示裝置之光源模組及其製造方法，係不但大幅減少厚度，並且大幅提高界面反射效率之穿透率的微小型LED製造方法。
根據上述之目的，本發明之顯示裝置之光源模組及其製造方法，其主要係包括下列步驟：首先，將複數個發光二極體晶片以間隔排列方式，裝設於一基板之一上表面；再於該等發光二極體晶片上利用一塗佈設備塗佈一層膠體，該膠體中分佈有均勻之擴散粒子，且填滿該等LED之間隙；再透過一滾輪壓印該膠體，使該膠體表面形成一連續幾何結構，該連續幾何結構之斷面水平-垂直(X-Y軸)方向呈一錐形結構；最後，該連續幾何結構利用一紫外線固化（UV Curing）設備作稜鏡片之光學固化；如此，形成之成品不但大幅減少厚度，符合薄型化之要求，並且亦大幅提高界面反射效率之穿透率，藉以避免前述習知之微小型LED之諸多缺失。
為便 貴審查委員能對本發明之目的、形狀、構造裝置特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：
本發明乃有關一種「顯示裝置之光源模組及其製造方法」，請參閱第2A、2B、2C、4A、4B、4C圖所示，本發明之顯示裝置之光源模組的製造方法，其主要係包括下列步驟：
步驟A：首先，將複數個發光二極體(LED)晶片(Chip)31以間隔排列方式，裝設於一基板32之上表面。
步驟B：於該等發光二極體 晶片31上利用一塗佈設備41塗佈一層膠體33，該膠體33中分佈有均勻之擴散粒子334，且填滿該等發光二極體晶片31之間隙。
步驟C：透過一滾輪42壓印該層膠體33上表面331，使該層膠體33上表面331形成一連續幾何結構332，該連續幾何結構332之斷面水平-垂直(X-Y軸)方向呈一錐形結構333、其頂部夾角為90度(如第4B、4C圖所示)。
步驟D：最後，利用一紫外線固化（UV Curing）設備43於該層膠體33上表面之連續幾何結構332上，作稜鏡片之光學固化，而形成一成品30。
如此一來，請參閱第4A、4B、4C圖所示，形成之成品30利用該層膠體33作稜鏡片之錐形結構333及其頂部夾角為90度之結構，可將光集中在小角度，提高中心角度亮度，提高光使用效率，令不需要前述習知之微小型LED之該等稜鏡片15、16，因此不需要間隙G1和間隙G2讓該等稜鏡片15、16在環境溫度改變的情況下有漲縮空間，且不需要改善該等稜鏡片15、16的使用空間和界面反射(如前述第1A、1B圖所示)，故不但大幅減少厚度，符合薄型化之要求，並且亦大幅提高界面反射效率之穿透率，藉以避免前述習知之微小型LED之諸多缺失。
復請參閱第2A、2B、2C、4A、4B、4C圖所示，每一發光二極體晶片31之尺寸至少小於200微米。
復請參閱第2A、2B、2C、4A、4B、4C圖所示，該錐形結構333之高度可為10~300um。
請再參閱第 3A、3B、3C、3D、3E、4A、4B、4C圖所示，本發明之顯示裝置之光源模組及其製造方法，其另一實施例主要係包括下列步驟：
步驟A：首先，將複數個發光二極體(LED) 晶片(Chip)31以間隔排列方式，裝設於一基板32之上表面。
步驟B：於該等發光二極體 晶片31上利用一塗佈設備41塗佈一層第一膠層33A，該第一膠層33A中分佈有均勻之擴散粒子334，且填滿該等發光二極體晶片31之間隙。
步驟C：利用一紫外線固化（UV Curing）設備43於該第一膠層33A上表面，作光學固化。
步驟D：再度於該第一膠層33A上表面上，利用一塗佈設備41塗佈一第二膠層34。
步驟E：透過一滾輪42壓印該第二膠層34上表面341，使該第二膠層34上表面341形成一連續幾何結構332，該連續幾何結構332之斷面水平-垂直(X-Y軸)方向呈一錐形結構333、其頂部夾角為90度(如第4圖所示)。
步驟F：最後，再利用該紫外線固化（UV Curing）設備43於該第二膠層34上表面之連續幾何結構332上，作稜鏡片之光學固化，而形成一成品30。
如此一來，請參閱第4A、4B、4C圖所示，形成之成品30利用該第一膠層33A、第二膠層34之錐形結構333及其頂部夾角為90度之結構，可將光集中在小角度，提高中心角度亮度，提高光使用效率，令不需要前述習知如第 1A圖之微小型LED之該等稜鏡片15、16，因此不需要間隙G1 及間隙G2讓該等稜鏡片15、16在環境溫度改變的情況下有漲縮空間，且不需要改善該等稜鏡片15、16的使用空間和界面反射(如前述第1A、1B圖所示)，故不但大幅減少厚度，符合薄型化之要求，並且亦大幅提高界面反射效率之穿透率，藉以避免前述習知之微小型LED之諸多缺失。
復請參閱第 3A、3B、3C、3D、3E、4A、4B、4C圖所示，每一發光二極體晶片31之尺寸至少小於200微米。
復請參閱第 3A、3B、3C、3D、3E、4A、4B、4C圖所示，該錐形結構333之高度可為10~300um。
請參閱第5A圖所示，本發明之顯示裝置之光源模組，其主要係包括有：一基板62、一顯示面板50及一背光模組60。
其中，該背光模組60設置於對應該顯示面板50下方處，該背光模組60具有一光源模組61，該光源模組61設有該基板62，該基板62具有一上表面621，該基板62之上表面621以間隔排列方式裝設有複數個發光二極體晶片63，該些發光二極體晶片63之間填充有一膠體64，該膠體64中分佈有擴散粒子641，其中這些擴散粒子的折射率大於膠體64的折射率，以達到光線在其中的更好擴散效果。此外，膠體64上表面642具有一連續幾何結構643，該連續幾何結構643之斷面水平-垂直(X-Y軸)方向呈一錐形結構(圖中未示)，以達到光線從連續幾何結構643出光能達到更佳的聚光效果。
請參閱第5B圖所示，本發明之顯示裝置之光源模組，其主要係包括有：一基板62、一顯示面板50及一背光模組60。
其中，該背光模組60設置於對應該顯示面板50下方處，該背光模組60具有一光源模組61，該光源模組61設有該基板62，該基板62具有一上表面621，該基板62之上表面621以間隔排列方式裝設有複數個發光二極體晶片63，該些發光二極體晶片63之間填充有一第一膠體65，該第一膠體65中分佈有擴散粒子641，該第一膠體65上設有一第二膠體66，該第二膠體66 上表面642具有一連續幾何結構643，該連續幾何結構643之斷面水平-垂直(X-Y軸)方向呈一錐形結構(圖中未示)。
請參閱第5C、5D圖所示，該顯示面板50與一背光模組60之間進一步設有一擴散片70，該擴散片70位於該光源模組61之上方，而以承受該光源模組61之發光區。
請再參閱第6A、6B、6C、6D、6E、6F、6G 圖所示，本發明之顯示裝置之光源模組及其製造方法，其又一實施例主要係包括下列步驟：
步驟A：首先，將複數個發光二極體(LED) 晶片(Chip)31以間隔排列方式，裝設於一基板32之上表面。
步驟B：於該等發光二極體 晶片31上利用一塗佈設備41塗佈一層第一膠層81，該第一膠層81中分佈有均勻之第一膠層擴散粒子82，且填滿該等發光二極體晶片31之間隙。
步驟C：透過一滾輪42壓印該第一膠層81上表面811，使該上表面811形成一連續幾何結構811a，該連續幾何結構811a之剖面呈一三角形結構與凹槽間隔排列，其中連續幾何結構811a朝一方向延伸。
步驟D：利用一紫外線固化設備43於連續幾何結構811a，作光學固化，而使該第一膠層81形成一第一稜鏡層81a，其中該第一膠層擴散粒子82的折射率n2大於該第一稜鏡層81a的折射率n1(即n2＞n1)。
步驟E：再於該第一膠層81的連續幾何結構811a上，利用一塗佈設備41塗佈一第二膠層83，該第二膠層83的折射率n3小於該第一稜鏡層81a的折射率n1(即n3＜n1)。
步驟F：再度於該第二膠層83上，利用一塗佈設備41塗佈一第三膠層84，該第三膠層84中分佈有均勻之第三膠層擴散粒子85。
步驟G：透過一滾輪42壓印該第三膠層84上表面841，使該上表面841形成一連續幾何結構841a，該連續幾何結構841a之剖面呈一三角形結構與凹槽間隔排列，其中該第三膠層84之連續幾何結構841a朝另一方向延伸，且該第三膠層84之連續幾何結構841a的延伸方向與該第一膠層81連續幾何結構811a的延伸方向大致相互垂直。
步驟H：利用一紫外線固化設備43於該第三膠層84的連續幾何結構841a上，作稜鏡片之光學固化，而使該第三膠層84形成一第二稜鏡層84a，其中該第三膠層擴散粒子85的折射率n5大於該第二稜鏡層84a的折射率n4(即n5＞n4)，且該第二膠層83的折射率n3小於該第二稜鏡層84a的折射率n4(即n3＜n4)，而形成一成品80。
請再參閱第7A、7B、7C、7D、7E、7F、7G、7H 圖所示，本發明之顯示裝置之光源模組及其製造方法，其再一實施例主要係包括下列步驟：
步驟A：首先，將複數個發光二極體(LED) 晶片(Chip)31以間隔排列方式，裝設於一基板32之上表面。
步驟B：於該等發光二極體 晶片31上利用一塗佈設備41塗佈一層第一膠層81，該第一膠層81中分佈有均勻之第一膠層擴散粒子82，且填滿該等發光二極體晶片31之間隙。
步驟C：透過一滾輪42壓印該第一膠層81上表面811，使該上表面811形成一連續幾何結構811a，該連續幾何結構811a之剖面呈一三角形結構與凹槽間隔排列，其中該連續幾何結構811a朝一方向延伸。
步驟D：利用一紫外線固化設備43於連續幾何結構811a，作光學固化，而使該第一膠層81形成一第一稜鏡層81a，其中該第一膠層擴散粒子82的折射率n2大於該第一稜鏡層81a的折射率n1(即n2＞n1)。
步驟E：再於該第一膠層81連續幾何結構811a上，利用一塗佈設備41塗佈一第二膠層83，該第二膠層83的折射率n3小於該第一稜鏡層81a的折射率n1(即n3＜n1)。
步驟F：再度於該第二膠層83上，利用一塗佈設備41塗佈一第三膠層84，該第三膠層84中分佈有均勻之第三膠層擴散粒子85。
步驟G：透過一滾輪42壓印該第三膠層84上表面841，使該上表面841形成一連續幾何結構841a，該連續幾何結構841a之剖面呈三角形結構與凹槽間隔排列，其中該連續幾何結構841a朝另一方向延伸，且該第三膠層84之連續幾何結構841a的延伸方向與該第一膠層81之連續幾何結構811a的延伸方向大致相互垂直。
步驟H：利用一紫外線固化設備43於該第三膠層84上表面841，作稜鏡片之光學固化，而使該第三膠層84形成一第二稜鏡層84a，其中該第三膠層擴散粒子85的折射率n5大於該第二稜鏡層84a的折射率n4(即n5＞n4)，且該第二膠層83的折射率n3小於該第二稜鏡層84a的折射率n4(即n3＜n4)。
步驟I：再度於該第三膠層84上，利用一塗佈設備41塗佈一第四膠層86，形成一擴散層，使該第四膠層厚度大於等於該第二稜鏡層84a的厚度，如此可減少擴散片設置，節省成本，並可薄型化；接著，形成一成品80a。
本發明實施例中，步驟I亦可在第二稜鏡層84a上形成一平坦層後貼附一擴散層(圖中未示)，而形成一成品80a。
請參閱第8圖所示，該成品80不具有擴散片功能，因此需於其上方設置一擴散片70，擴散片70上方設置該顯示面板50，使擴散片70承受發光二極體晶片31之發光區。
請參閱第9圖所示，該成品80a具有一擴散層，因此直接於其上方設置該顯示面板50，俾可減少擴散片設置，節省成本，並可薄型化
以上所述，僅為本發明最佳具體實施例，惟本發明之構造特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。
31:發光二極體晶片 32:基板 41:塗佈設備 33:膠體 42:滾輪 331:上表面 332:連續幾何結構 333:錐形結構 334:擴散粒子 43:紫外線固化設備 30:成品 33A:第一膠層 34:第二膠層 341:上表面 50:顯示面板 60:背光模組 61:光源模組 62:基板 621:上表面 63:發光二極體晶片 64:膠體 641:擴散粒子 642:上表面 643:連續幾何結構 70:擴散片 81:第一膠層 81a:第一稜鏡層 82:第一膠層擴散粒子 811:上表面 811a:連續幾何結構 83:第二膠層 84:第三膠層 84a:第二稜鏡層 85:第三膠層擴散粒子 841:上表面 841a:連續幾何結構 86:第四膠層 80:成品 80a:成品
第 1A、1B 圖為目前微小型LED使用晶片尺寸封裝(CSP)搭配塗膠製程之示意圖。
第 2A、2B、2C 圖為本發明顯示裝置之光源模組的製造方法之示意圖。
第 3A、3B、3C、3D、3E 圖為本發明顯示裝置之光源模組的另一種製造方法之示意圖。
第4A、4B、4C圖為本發明顯示裝置之光源模組的製造方法之成品示意圖。
第5A、5B、5C、5D圖為本發明顯示裝置之光源模組之外觀示意圖。
第 6A、6B、6C、6D、6E、6F、6G 圖為本發明顯示裝置之光源模組的又一種製造方法之示意圖。
第 7A、7B、7C、7D、7E、7F、7G、7H 圖為本發明顯示裝置之光源模組的再一種製造方法之示意圖。
第8、9圖為本發明顯示裝置之光源模組之使用示意圖。
31:發光二極體晶片
32:基板
33:膠體
331:上表面
334:擴散粒子
30:成品

Claims (13)

  1. 一種顯示裝置之光源模組的製造方法，包括下列步驟： 步驟A：首先，將複數個發光二極體晶片以間隔排列方式，裝設於一基板之一上表面； 步驟B：於該等發光二極體晶片上利用一塗佈設備塗佈一層膠體，該膠體中分佈有均勻之擴散粒子，且填滿該等LED之間隙； 步驟C：透過一滾輪壓印該膠體，使該膠體表面形成一連續幾何結構，該連續幾何結構之斷面水平-垂直(X-Y軸)方向呈一錐形結構； 步驟D：最後，該連續幾何結構利用一紫外線固化（UV Curing）設備作稜鏡片之光學固化。
  2. 如申請專利範圍第 1 項所述之顯示裝置之光源模組的製造方法，其中每一發光二極體晶片之尺寸至少小於200微米。
  3. 如申請專利範圍第 1 項所述之顯示裝置之光源模組的製造方法，其中該錐形結構之頂部夾角為90度。
  4. 如申請專利範圍第 1 項所述之顯示裝置之光源模組的製造方法，其中該錐形結構之高度係為10~300um。
  5. 如申請專利範圍第 1 項所述之顯示裝置之光源模組的製造方法，其中該膠體具有一第一膠層及設置於其上之一第二膠層，該第二膠層表面經滾輪壓印形成該連續幾何結構。
  6. 如申請專利範圍第 1 項所述之顯示裝置之光源模組的製造方法，其中該膠體具有一第一膠層及設置於其上之一第二膠層、一第三膠層，該第一膠層、該第三膠層表面經滾輪壓印形成該連續幾何結構，而形成一第一稜鏡層、一該第二稜鏡層。
  7. 如申請專利範圍第 1 項所述之顯示裝置之光源模組的製造方法，其中該膠體具有一第一膠層及設置於其上之一第二膠層、一第三膠層、一第四膠層，該第一膠層、該第三膠層表面經滾輪壓印形成該連續幾何結構，而形成一第一稜鏡層、一該第二稜鏡層。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置之光源模組的製造方法，其中該第四膠層厚度大於等於該第二稜鏡層的厚度。
  9. 如申請專利範圍第 6或7 項所述之顯示裝置之光源模組的製造方法，其中該第一膠層、該第三膠層中分佈均勻之擴散粒子。
  10. 如申請專利範圍第 6或7 項所述之顯示裝置之光源模組的製造方法，其中該第一膠層之連續幾何結構之剖面呈一三角形結構與凹槽間隔排列，該第一膠層之連續幾何結構朝一方向延伸，該第三膠層之連續幾何結構之剖面呈一三角形結構與凹槽間隔排列，該第三膠層之連續幾何結構朝另一方向延伸，且該第三膠層之連續幾何結構的延伸方向與該第一膠層之連續幾何結構的延伸方向大致相互垂直。
  11. 如申請專利範圍第 9 項所述之顯示裝置之光源模組的製造方法，其中該第一膠層擴散粒子的折射率大於該第一稜鏡層的折射率，該第二膠層的折射率小於該第一稜鏡層的折射率，該第三膠層擴散粒子的折射率大於該第二稜鏡層的折射率，且該第二膠層的折射率小於該第二稜鏡層的折射率。
  12. 一種顯示裝置之光源模組，包括： 一顯示面板； 一背光模組，該背光模組設置於對應該顯示面板下方處，該背光模組具有一光源模組，該光源模組設有一基板，該基板之上表面以間隔排列方式裝設有複數個發光二極體晶片，該些發光二極體晶片之間填充有一膠體，該膠體中分佈有擴散粒子，該膠體上表面具有一連續幾何結構，該連續幾何結構之斷面水平-垂直(X-Y軸)方向呈一錐形結構。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之顯示裝置之光源模組，其中該顯示面板與一背光模組之間進一步設有一擴散片，該擴散片位於該光源模組之上方，而以承受該光源模組之發光區。
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