TWI402574B - 背光模組 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種光源模組(light source module)，且特別是有關於一種背光模組(back light module)。
隨著光電產業的蓬勃發展，液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)已廣泛地應用在各種電器產品中，而液晶顯示器的畫面需要藉由背光模組所提供的面光源才能得以顯現。因此，背光模組為液晶顯示器所不可或缺的重要元件。
圖1A是習知一種背光模組的俯視示意圖，而圖1B是圖1A中線I-I的剖面示意圖。請參閱圖1A與圖1B，習知的背光模組100包括一膠框(plastic mold)110、一導光板120、一反射板130、一冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)140以及多片光學膜片150。導光板120、冷陰極螢光燈管140與這些光學膜片150皆裝設於膠框110內，而反射板130是透過雙面膠(圖1A與圖1B皆未繪示)而黏合於膠框110的下平面112。
導光板120的厚度T1通常在0.5厘米以上，且導光板120的質地較硬，不易彎曲。膠框110具有多個凸緣(flange)114，而導光板120配置於這些凸緣114上。由於導光板120的質地較硬，因此導光板120可以穩定地置放在這些凸緣114上，而不易從下平面112掉落。
當導光板120裝設於膠框110內，並置放在這些凸緣114上時，質地較硬的導光板120因受到凸緣114的支撐，而可以承載這些光學膜片150。如此，這些光學膜片150能堆疊在導光板120上，而光學膜片150與導光板120得以裝設在膠框110的凸緣114上。
在目前的光電產業中，背光模組100的組裝方法通常是採用人工組裝的方式來進行。詳細而言，在組裝背光模組100的過程中，裝設導光板120、冷陰極螢光燈管140與這些光學膜片150於膠框110內的方法，以及黏合反射板130於下平面112的方法都是由線上作業人員以徒手組裝的方式來執行，而不是採用自動生產化的機械組裝。
本發明提供一種背光模組，其能提供面光源。
本發明提出一種背光模組，其包括一反射片、一導光片、一發光元件以及多個第一黏合材料。反射片具有一反射面，而導光片配置於反射面上。發光元件配置於反射面上，並位於導光片旁。這些第一黏合材料配置於反射面與導光片之間，並黏合反射面、導光片以及發光元件。
在本發明一實施例中，上述導光片的厚度介於0.02厘米至0.5厘米之間。
在本發明一實施例中，這些第一黏合材料局部覆蓋反射面。
在本發明一實施例中，其中至少一第一黏合材料為一雙面膠或一黏著劑。
在本發明一實施例中，上述黏著劑為一紫外光固化膠或一熱固化膠。
在本發明一實施例中，上述背光模組更包括一配置於發光元件上的平坦層。
在本發明一實施例中，上述發光元件具有一上表面與一相對上表面的下表面。平坦層覆蓋上表面，其中至少一第一黏合材料黏合於下表面。
在本發明一實施例中，上述平坦層為一雙面膠或一黏著劑。
在本發明一實施例中，上述黏著劑為一紫外光固化膠或一熱固化膠。
在本發明一實施例中，上述背光模組，更包括一對傳送條，其中反射片連接於這些傳送條之間，且各傳送條與反射片之間存有一切割線(cutting line)。
在本發明一實施例中，各個傳送條具有多個定位孔(orientation hole)，而這些定位孔分別沿著這些切割線排列。
在本發明一實施例中，上述反射片為一白色塑膠片或一金屬片。
在本發明一實施例中，上述反射片包括一基板以及一配置於基板上的反射層。反射層位於導光片與基板之間。
在本發明一實施例中，上述背光模組更包括一反射材料(reflection material)，而導光片具有一出光面(light output surface)、一相對出光面的底面(bottom surface)以及一連接於出光面與底面之間的側面(side surface)，其中這些第一黏合材料黏合於反射面與底面之間，而反射材料覆蓋側面。
在本發明一實施例中，上述側面包括一入光面(light incident surface)。發光元件配置於入光面旁，而反射材料未覆蓋入光面。
在本發明一實施例中，上述反射材料為矽膠材料、反光膠帶或聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)材料。
在本發明一實施例中，上述發光元件包括一線路板以及至少一組裝於線路板的發光二極體(Light Emitting Diode,LED)。
在本發明一實施例中，上述背光模組更包括至少一光學膜片(optical film)與至少一第二黏合材料，其中第二黏合材料黏合於光學膜片與導光片之間，而導光片位於光學膜片與反射片之間。
在本發明一實施例中，上述第二黏合材料為一雙面膠或一黏著劑。
在本發明一實施例中，上述黏著劑為一紫外光固化膠或一熱固化膠。
在本發明一實施例中，上述背光模組更包括至少一第三黏合材料與多個光學膜片，而第三黏合材料黏合於這些光學膜片之間。
在本發明一實施例中，上述第三黏合材料為一雙面膠或一黏著劑。
在本發明一實施例中，上述黏著劑為一紫外光固化膠或一熱固化膠。
在本發明一實施例中，上述背光模組更包括一遮光層，其中導光片配置於遮光層與反射片之間。
本發明因採用黏合材料(例如第一黏合材料)，因此背光模組的多個元件(例如導光片與發光元件等)可透過黏合的方式而裝設在反射片上。如此，本發明可取消膠框的裝設，以省去製作膠框的成本，同時縮小背光模組的體積。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖2A是本發明一實施例之背光模組的俯視示意圖，而圖2B是圖2A中線J-J的剖面示意圖。請參閱圖2A與圖2B，背光模組200不僅可以裝設在液晶顯示器中，以提供液晶顯示器所需要的面光源，而且背光模組200也可以裝設在發光的廣告看板中，並作為此廣告看板的光源。因此，背光模組200不僅可應用於液晶顯示器的技術領域，也可應用於發光的廣告看板等照明器具的技術領域。
背光模組200包括一反射片210、一導光片220、一發光元件230以及多個第一黏合材料242、244。反射片210具有一反射面212，而導光片220、發光元件230與這些第一黏合材料242、244皆配置於反射面212上。
這些第一黏合材料242、244配置於反射面212與導光片220之間，並黏合反射面212、導光片220以及發光元件230。詳細而言，第一黏合材料242黏合於反射面212與發光元件230之間，而這些第一黏合材料244黏合於反射面212與導光片220之間，因此導光片220與發光元件230是利用第一黏合材料242、244而黏合於反射面212。
在本實施例中，這些第一黏合材料242、244局部覆蓋反射面212，而在其他未繪示的實施例中，這些第一黏合材料242、244可以全面性覆蓋反射面212。另外，第一黏合材料242、244可以是雙面膠或黏著劑，其中黏著劑可以是容易流動的液態膠水，或是黏稠而不易流動的膏狀膠材。此外，上述黏著劑可以是紫外光固化膠或熱固化膠。
承上述，這些第一黏合材料242、244的材料可以彼此相同或不同，或不盡相同。舉例而言，第一黏合材料242、244皆可以是雙面膠或相同材料的黏著劑；或者，第一黏合材料242為雙面膠，而這些第一黏合材料244為相同材料或不同材料的黏著劑，例如這些第一黏合材料244都是紫外光固化膠；或者，其中一第一黏合材料244為紫外光固化膠，而另一第一黏合材料244為熱固化膠。
導光片220具有一出光面222、一底面224以及一側面226。底面224相對於出光面222，而側面226連接於出光面222與底面224之間，並包括一入光面226a，其中第一黏合材料242、244黏合於反射面212與底面224之間。發光元件230位於導光片220旁，並配置於入光面226a旁，且發光元件230能朝向導光片220的入光面226a發光。
當發光元件230所發出的多條光線從入光面226a進入至導光片220內時，這些在導光片220內的光線受到反射及散射的影響，大部分的光線會從出光面222發射。也就是說，導光片220基本上能將發光元件230所發出的光線導引至出光面222發射。
導光片220可以是由聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA，又稱壓克力)、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(Polyethylene Terephthalate,PET)或聚醯亞胺(Polyimide,PI)等高分子材料所製成。導光片220的厚度T2可在0.5厘米以上，即導光片220可以是習知的導光板(例如圖1B所示的導光板120)。另外，導光片220的厚度T2也可介於0.02厘米至0.5厘米之間，而導光片220可以是質地柔軟且易彎曲的光學膜片。
背光模組200可以更包括多片光學膜片250、一個或多個第二黏合材料260，以及一個或多個第三黏合材料270。這些光學膜片250可分別是增光片(brightness enhancement film)與擴散片(diffuser)，而增光片與擴散片二者相對於導光片220的位置順序並不限制，例如是增光片配置於導光片220與擴散片之間，或者是擴散片配置於導光片220與增光片之間。
這些第二黏合材料260黏合於其中一片光學膜片250與導光片220之間，而這些第三黏合材料270黏合於這些光學膜片250之間，其中導光片220位於這些光學膜片250與反射片210之間。第二黏合材料260與第三黏合材料270二者的材料可與第一黏合材料242、244的材料相同。也就是說，第二黏合材料260與第三黏合材料270二者為雙面膠或黏著劑，而此黏著劑可為紫外光固化膠或熱固化膠。
須說明的是，在其他未繪示的實施例中，背光模組200不包括這些光學膜片250。詳細而言，這些光學膜片250與導光片220可以整合成一體。也就是說，導光片220不僅具有導引光線的功能，同時還能使光線均勻從出光面222發射，讓背光模組200得以提供亮度均勻分布的面光源。因此，背光模組200更可以不需要用來黏合光學膜片250的第二黏合材料260與第三黏合材料270。
其次，所有的光學膜片250可以整合成一體，例如增光片與擴散片二者可以整合成一片光學膜片250，因此背光模組200可以僅包括一片光學膜片250。也就是說，背光模組200所包括的光學膜片250的數量可以只有一片，因此背光模組200可以不需要用來將這些光學膜片250黏合在一起的第三黏合材料270。
發光元件230具有一上表面230a與一相對上表面230a的下表面230b，而第一黏合材料242黏合於下表面230b。發光元件230包括一線路板232與至少一組裝於線路板232的發光二極體234，而發光二極體234凸出於線路板232的表面。線路板232可以是軟性線路板(flexible circuit board)，並可以具有一端子232a，其中端子232a能連接外部電源，讓發光二極體234得以發光。
背光模組200可更包括一平坦層280。平坦層280配置於發光元件230上，並覆蓋上表面230a。由於發光二極體234凸出於線路板232的表面，因此上表面230a為凹凸不平的表面。平坦層280全面性覆蓋在上表面230a，以填平上表面230a的凹陷處，讓背光模組200在外觀上呈現較為平整的表面。此外，平坦層280的材料可以與第一黏合材料242、244的材料相同，所以平坦層280可為雙面膠或黏著劑，而此黏著劑可以是紫外光固化膠或熱固化膠。
背光模組200可更包括一遮光層290，其中導光片220配置於遮光層290與反射片210之間。詳細而言，遮光層290可配置於平坦層280與這些光學膜片250上，並可全面性覆蓋平坦層280以及局部覆蓋其中一片光學膜片250，其中遮光層290具有一暴露光學膜片250的開口292。
遮光層290可以是黑矩陣膠帶(black matrix tap)，其例如是一種雙面膠，而此雙面膠的相對二表面的顏色分別是黑色與白色，其中黑色的表面裸露於背光模組200的外表面，而白色的表面則黏合於光學膜片250與平坦層280，以反射背光模組200內的部分光線，進而減少漏光的情形。
反射片210可為單層結構(single layer structure)，如圖2B所示，並且可以是一片白色塑膠片或一片金屬片，其中反射片210能反射從底面224發出的光線。白色塑膠片例如是掺有樹脂材料或白色顏料的高分子基板，而此高分子基板可由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(PET)或聚醯亞胺(PI)等高分子材料所製成。
圖2C是圖2A中反射片的俯視示意圖。請參閱圖2A與圖2C，在背光模組200的組裝過程中，背光模組200可以更包括一對傳送條S1，而反射片210連接於這些傳送條S1之間。各個傳送條S1具有多個定位孔H1，且各個傳送條S1與反射片210之間可以存有一切割線C1。
承上述，這些定位孔H1分別沿著這些切割線C1排列，如圖2A與圖2C所示。切割線C1例如是刻痕或溝槽。透過這些切割線C1，這些傳送條S1可以容易地用手撕除。如此，這些傳送條S1得以容易自反射片210移除。
各個傳送條S1的定位孔H1能與一齒輪(未繪示)嚙合。當齒輪轉動時，傳送條S1會移動，進而帶動反射片210移動，而透過控制齒輪旋轉的圈數，反射片210更可以移動到預定位置，以利於進行背光模組200的組裝。
詳細而言，導光片220、發光元件230、這些光學膜片250、平坦層280以及遮光層290都是透過黏合的方式而裝設在反射片210上，進而完成背光模組200的組裝。因此，背光模組200可利用機械貼合的方法來進行自動化的組裝，進而能大量生產，其中上述機械貼合的方法可以採用現今膠帶加工廠的貼合機台來進行。
其次，由於反射片210可透過控制齒輪旋轉的圈數而移動到預定位置，因此背光模組200可利用具有捲帶功能的貼合機台來進行組裝，而這些傳送條S1不僅具有傳輸反射片210的功能，同時更具有定位與對準的功能，讓貼合機台能將導光片220、發光元件230、光學膜片250、平坦層280以及遮光層290可以黏合在正確的位置上。
圖3是本發明另一實施例之背光模組的剖面示意圖。請參閱圖3，本實施例的背光模組300與前述實施例的背光模組200相似，惟二者的差異在於：本實施例的背光模組300包括一反射片310，其與前述實施例的反射片210二者結構並不相同。
前述實施例的反射片210為單層結構(請參考圖2B)，而本實施例的反射片310則為多層結構(multilayer structure)。詳細而言，反射片310包括一基板312以及一配置於基板312上的反射層314，其中反射層314位於導光片220與基板312之間，並具有一反射面314a，而第一黏合材料242、244黏合於反射面314a。
承上述，基板312可以是由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂(PET)或聚醯亞胺(PI)等高分子材料所製成，而反射層314可以是金屬層或白色顏料層。當反射層314為金屬層時，反射層314可以是透過濺鍍(sputter)、金屬噴塗或貼合金屬片等方法來形成。此外，反射片310的功能與前述實施例的反射片210相同，故在此不再重複贅述。
圖4A是本發明另一實施例之背光模組的俯視示意圖，而圖4B是圖4A中線K-K的剖面示意圖。請參閱圖4A與圖4B，本實施例的背光模組400與前述實施例的背光模組200相似，惟二者的主要差異在於：背光模組200包括一對傳送條S1(請參考圖2A)，而背光模組400不僅不包括任何傳送條S1，而且還包括一反射材料420。
詳細而言，背光模組400包括導光片210、多片光學膜片250、反射片410與反射材料420，而反射材料420覆蓋導光片220的側面226，並可以更覆蓋這些光學膜片250的側面252。反射材料420具有反射光線的功能，因此反射材料420能反射背光模組200內的部分光線，以減少漏光的情形。此外，在本實施例中，反射材料420可以是矽膠材料、反光膠帶或聚碳酸酯(PC)材料。
值得一提的是，背光模組400所包括的反射片410可以是前述實施例中的反射片210(請參考圖2B)或是反射片310(請參考圖3)。也就是說，反射片410可以是白色塑膠片或金屬片，或者反射片410也可包括基板以及配置於基板上的反射層。
綜上所述，利用黏合材料(例如第一、第二以及第三黏合材料)，背光模組的多個元件(例如導光片與發光元件等)可透過黏合的方式而裝設在反射片上。因此，本發明的背光模組不需要採用膠框，即能完成導光片、反射片與發光元件等元件的組裝。由此可知，本發明可取消膠框的裝設，以省去製作膠框的成本，同時縮小背光模組的體積。
其次，由於背光模組的多個元件可透過黏合的方式而裝設在反射片上，因此本發明的背光模組可利用機械貼合的方法來進行自動化的組裝。相較於習知以人工組裝背光模組的方式，本發明的背光模組具有能快速完成組裝與大量生產的優勢。
此外，由於習知的背光模組需要採用膠框來裝設導光板與多片光學膜片，而導光板又必須穩定地置放在膠框的凸緣上，才能承載光學膜片，因此習知的背光模組必須採用厚度在0.5厘米以上，且質地較硬的導光板，而無法採用厚度介於0.02厘米至0.5厘米之間，且質地柔軟又易彎曲的光學膜片來作為導光板。否則，會因為導光板過於柔軟而容易自膠框滑落，難以裝設於膠框中。
然而，本發明的背光模組可透過黏合的方式來完成組裝，而且更可以利用機械貼合的方法來進行組裝，因此本發明的背光模組不僅能裝設厚度在0.5厘米以上，且質地較硬的導光板，同時也能裝設厚度介於0.02厘米至0.5厘米之間，且質地柔軟易彎曲的導光片。相較於習知技術，本發明的背光模組可具有體積小、厚度薄的特徵，以滿足現今手機與筆記型電腦等電子裝置朝向小型化發展的趨勢。
雖然本發明以前述實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，所作更動與潤飾之等效替換，仍為本發明之專利保護範圍內。
100、200、300、400．．．背光模組
110．．．膠框
112．．．下平面
114．．．凸緣
120．．．導光板
130．．．反射板
140．．．冷陰極螢光燈管
150、250．．．光學膜片
210、310、410．．．反射片
212、314a．．．反射面
220．．．導光片
222．．．出光面
224．．．底面
226、252．．．側面
226a．．．入光面
230．．．發光元件
230a．．．上表面
230b．．．下表面
232．．．線路板
232a．．．端子
234．．．發光二極體
242、244．．．第一黏合材料
260．．．第二黏合材料
270．．．第三黏合材料
280．．．平坦層
290．．．遮光層
292．．．開口
312．．．基板
314．．．反射層
420．．．反射材料
C1．．．切割線
H1．．．定位孔
S1．．．傳送條
T1、T2．．．厚度
圖1A是習知一種背光模組的俯視示意圖。
圖1B是圖1A中線I-I的剖面示意圖。
圖2A是本發明一實施例之背光模組的俯視示意圖。
圖2B是圖2A中線J-J的剖面示意圖。
圖2C是圖2A中反射片的俯視示意圖。
圖3 是本發明另一實施例之背光模組的剖面示意圖。
圖4A是本發明另一實施例之背光模組的俯視示意圖。
圖4B是圖4A中線K-K的剖面示意圖。
200．．．背光模組
210．．．反射片
212．．．反射面
220．．．導光片
222．．．出光面
224．．．底面
226．．．側面
226a．．．入光面
230．．．發光元件
230a．．．上表面
230b．．．下表面
232．．．線路板
234．．．發光二極體
242、244．．．第一黏合材料
250．．．光學膜片
260．．．第二黏合材料
270．．．第三黏合材料
280．．．平坦層
290．．．遮光層
292．．．開口
T2．．．厚度
Claims (24)
- 一種背光模組，包括：一反射片，具有一反射面；一導光片，配置於該反射面上；一發光元件，配置於該反射面上，並位於該導光片旁；以及多個第一黏合材料，配置於該反射面與該導光片之間，並黏合該反射面、該導光片以及該發光元件。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該導光片的厚度介於0.02厘米至0.5厘米之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些第一黏合材料局部覆蓋該反射面。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中至少一第一黏合材料為一雙面膠或一黏著劑。
- 如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其中該黏著劑為一紫外光固化膠或一熱固化膠。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括一配置於該發光元件上的平坦層。
- 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中該發光元件具有一上表面與一相對該上表面的下表面，該平坦層覆蓋該上表面，其中至少一第一黏合材料黏合於該下表面。
- 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中該平坦層為一雙面膠或一黏著劑。
- 如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中該黏著劑為一紫外光固化膠或一熱固化膠。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括一對傳送條，其中該反射片連接於該些傳送條之間，且各該傳送條與該反射片之間存有一切割線。
- 如申請專利範圍第10項所述之背光模組，其中各該傳送條具有多個定位孔，而該些定位孔分別沿著該些切割線排列。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該反射片為一白色塑膠片或一金屬片。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該反射片包括一基板以及一配置於該基板上的反射層，該反射層位於該導光片與該基板之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括一反射材料，該導光片具有一出光面、一相對該出光面的底面以及一連接於該出光面與該底面之間的側面，其中該些第一黏合材料黏合於該反射面與該底面之間，而該反射材料覆蓋該側面。
- 如申請專利範圍第14項所述之背光模組，其中該側面包括一入光面，該發光元件配置於該入光面旁，而該反射材料未覆蓋該入光面。
- 如申請專利範圍第14項所述之背光模組，其中該反射材料為矽膠材料、反光膠帶或聚碳酸酯材料。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該發光元件包括一線路板以及至少一組裝於該線路板的發光二極體。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括至少一光學膜片與至少一第二黏合材料，其中該第二黏合材料黏合於該光學膜片與該導光片之間，而該導光片位於該光學膜片與該反射片之間。
- 如申請專利範圍第18項所述之背光模組，其中該第二黏合材料為一雙面膠或一黏著劑。
- 如申請專利範圍第19項所述之背光模組，其中該黏著劑為一紫外光固化膠或一熱固化膠。
- 如申請專利範圍第18項所述之背光模組，更包括至少一第三黏合材料與多個該光學膜片，而該第三黏合材料黏合於該些光學膜片之間。
- 如申請專利範圍第21項所述之背光模組，其中該第三黏合材料為一雙面膠或一黏著劑。
- 如申請專利範圍第22項所述之背光模組，其中該黏著劑為一紫外光固化膠或一熱固化膠。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括一遮光層，其中該導光片配置於該遮光層與該反射片之間。
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