CN103162182B - 窄边框背光模组及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种窄边框背光模组及其制作方法。该窄边框背光模组包含框体、绝缘反射层以及导光元件。框体由相连的多个侧壁所组成且底部镂空，侧壁共同定义出空腔。绝缘反射层设置于侧壁面对空腔的内表面上。导光元件形成于框体内并与框体一体成形。本发明藉由射出成形的制程，除了可以将导光元件一体成形地形成于框体内，更可藉由预先设计模具，在导光元件上一并形成容置空间以及位于底面上的微结构，实现了制程整合以及缩减制作工序的目的。除此之外，框体的内表面设置有绝缘反射层，可以有效避免显示面板上的线路直接接触金属材料的框体而短路的情形。

Description

窄边框背光模组及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种背光模组及其制作方法。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display；LCD)具有高画质、体积小、重量轻、低电压驱动、低消耗功率及应用范围广等优点，故已广泛的应用于可携式电视、移动电话、摄录放影机、笔记本电脑、以及桌上型显示器等消费性电子或计算机产品中，成为显示器的主流。
传统的液晶显示器架构主要包含外框、液晶面板、电路板与背光模组。液晶面板透过软性印刷电路板与电路板电性连接。由于现在的液晶显示器的发展趋势为轻薄走向，因此，液晶显示器的边框亦越来越薄。
背光模组一般包含有支架、光源、导光板以及光学膜等，这些组件多是分别制作完成后再行组装成为背光模组。如此一来，不仅增加了组装的工时，更容易因为组装时定位不精准而影响成品的良率。
发明内容
因此，本发明的目的就是在提供一种窄边框背光模组，用以提升背光模组的组装效率，并缩减背光模组的边框厚度。
依照本发明一实施方式，提出一种窄边框背光模组，包含框体、绝缘反射层以及导光元件。框体由相连的多个侧壁所组成且底部镂空，侧壁共同定义出空腔。绝缘反射层设置于侧壁面对空腔的内表面上。导光元件形成于框体内并与框体一体成形。
于本发明的一个或多个实施例中，导光元件的其中一侧面与框体之间形成容置空间，窄边框背光模组更包含设置于容置空间内的发光单元。
于本发明的一个或多个实施例中，发光单元包含电路基板以及设置于电路基板上的多个发光二极管，容置空间包含多个凹槽，发光二极管分别容置于凹槽中。
于本发明的一个或多个实施例中，导光元件的厚度可以小于框体的高度。
于本发明的一个或多个实施例中，导光元件包含出光面以及与出光面相对的底面，导光元件更包含形成于底面的多个微结构。
于本发明的一个或多个实施例中，窄边框背光模组更包含设置于导光元件底面的反射材。
于本发明的一个或多个实施例中，窄边框背光模组更包含凸块，凸块连接于框体并位于导光元件上，凸块具有第一卡合部，窄边框背光模组更包含至少一光学膜，光学膜具有对应第一卡合部的第二卡合部，光学膜藉由第二卡合部与第一卡合部卡合而定位于导光元件上。
依据本发明的另一实施方式，提供一种窄边框背光模组的制作方法，包含提供条状金属板材，条状金属板材的表面具有绝缘反射层，接着弯折条状金属板材以构成底部镂空且呈环状的框体，框体定义出空腔，而后将框体放入模具，并注入高分子导光材料于模具及空腔中，以一体成形地形成导光元件于框体中，最后使一体成形的框体及导光元件与模具分离。
于本发明的一个或多个实施例中，模具具有微结构模仁，以在导光元件的底面形成对应微结构模仁的多个微结构。
于本发明的一个或多个实施例中，模具具有凸部，以在导光元件的侧面与框体之间形成容置空间，以容置发光单元于容置空间中。
于本发明的一个或多个实施例中，窄边框背光模组的制作方法更包含弯折连接于条状金属板材的凸块，使凸块平设于导光元件上，以及放置光学膜于导光元件上，藉由光学膜上的第二卡合部与凸块的第一卡合部卡合而定位。
本发明藉由射出成形的制程，除了可以将导光元件一体成形地形成于框体内，更可藉由预先设计模具，在导光元件上一并形成容置空间以及位于底面上的微结构，实现了制程整合以及缩减制作工序的目的。而由该制作方法所制成的背光模组的框体的边框厚度仅为板材厚度，有效缩减背光模组的边框厚度。除此之外，框体的内表面设置有绝缘反射层，可以有效避免显示面板上的线路直接接触金属材料的框体而短路的情形。
附图说明
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，
图1绘示本发明的窄边框背光模组的一实施例的上视图。
图2绘示本发明的窄边框背光模组的制作方法的一实施例的流程示意图。
图3绘示窄边框背光模组于模具的剖面图。
图4与图5分别绘示本发明的窄边框背光模组另一实施例的爆炸图以及组装完成后的立体视图。
图6绘示沿图5的线段A-A的剖面图。
图7绘示本发明的窄边框背光模组的另一实施例的剖面图，其剖面位置同图5。
图8A至图8E分别绘示本发明的窄边框背光模组的第一卡合部与第二卡合部不同实施例的示意图。
具体实施方式
以下将以图式及详细说明清楚说明本发明之精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本发明之较佳实施例后，当可由本发明所教示之技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明之精神与范围。
参照图1，其绘示本发明的窄边框背光模组一实施例的上视图。窄边框背光模组100包含有框体110、设置于框体110上的绝缘反射层120，以及与框体110一体成形的导光元件130。框体110由条状金属板材弯折制作而成，即，框体110由相连的侧壁112所组成，且框体110为底部镂空而不具有底板。侧壁112共同定义出一空腔，导光元件130位于空腔之中。
绝缘反射层120设置于框体110的内表面，具体而言，绝缘反射层120为设置于侧壁112面对空腔的表面上。绝缘反射层120的其中一个目的在于作为框体110上的绝缘层，以避免液晶面板上的导线因直接接触金属材质的框体110而导致短路的情形。除此之外，绝缘反射层120的颜色较佳地为白色或是其他的亮色色系，使得射出的光线照射到绝缘反射层120后被反射回导光元件130中继续利用，可以提升光线的利用率。
导光元件130形成于框体110内并与框体110一体成形。其中导光元件130与设置有绝缘反射层120的框体110可以透过如射出成形(insert molding)的方式制作而成。由于在射出成形的制程中，位于框体110内表面的绝缘反射层120会碰触到温度较高的高分子导光材料，因此，绝缘反射层120较佳地具有耐热的特性。绝缘反射层120的材料可以为耐热绝缘白漆，如有机硅三防漆等。
导光元件130的其中一侧面132与框体110之间形成容置空间140，用以容置发光单元。导光元件130面对容置空间140的侧面132可以为凹凸表面，此侧面132包含有相隔预定距离的多个凸出部134，容置空间140包含在凸出部134之间的多个凹槽142。至少部分导光元件130面对容置空间140的侧面132不接触框体110，以提供凹槽142所需的空间，另一部分的导光元件130可以接触或是不接触框体110，例如，图示中的凸出部134与框体110接触，但凸出部134亦可不与框体110相接触。
本发明中，由于导光元件130与框体110为一体成形地制成，因此可以省略传统中组装导光板于框体中的步骤，并可有效解决组装时对位不精准的问题。除此之外，由于框体110的厚度即为金属板材的厚度，因此可以达成缩减背光模组的边框厚度的目的。
框体110上可以更具有弯折的凸块115。凸块115可以与条状的金属板材一并冲压而成，而后再将凸块115弯折，使其平设于导光元件130的表面。凸块115可以用来定位后续的光学膜。
参照图2，其绘示本发明的窄边框背光模组的制作方法一实施例的流程示意图。步骤S10为提供一条状金属板材200，条状金属板材200的其中一个表面上具有绝缘反射层210。
步骤S12为弯折条状金属板材200，以构成底部镂空且呈环状的框体220，图示中框体220的形状为矩形，但不限于此，框体220亦可为其他形状；框体220定义出一空腔230。绝缘反射层210设置于框体220面对空腔230的内表面上。
步骤S14为将框体220放入模具240中。模具240至少包含有公模仁242以及母模仁244，公模仁242以及母模仁244内部具有容置槽241，框体220放置于模具240的容置槽241内，具体而言，框体220位于由公模仁242以及母模仁244的容置槽241所定义的内部空间中。
步骤S16为注入高分子导光材料于模具240的内部空间以及空腔230中，以一体成形地形成导光元件250于框体220之中。高分子导光材料可为透明树脂，例如是聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)，但不限于此。
最后，步骤S18为使一体成形的框体220及导光元件250与模具240分离，以得到一体成形的框体220与导光元件250。导光元件250较佳地为不填满空腔230，以提供放置发光单元所需要的容置空间。
需注意到的是，条状金属板材200可更包括一凸块115，凸块360连接并凸出于条状金属板材200，较佳可于步骤S12弯折条状金属板材200时一并将凸块115弯折，而使其平行于空腔230，但不限于此，亦可在步骤S18之后，即，在以得到一体成形的框体220与导光元件250后，将凸块360弯折而平设于导光元件320上。
参照图3，其绘示窄边框背光模组于模具240的剖面图。模具240包含有公模仁242以及母模仁244。公模仁242与母模仁244具有容置槽241以共同定义出用以容置框体220的内部空间。导光元件250具有底面252以及出光面254，其中底面252与出光面254分别为导光元件250表面积最大的相对两表面。其中公模仁242对应于导光元件250的底面252的一侧，母模仁244则对应于导光元件250的出光面254的一侧。
母模仁244具有一环状凹槽245，环状凹槽245的尺寸较佳对应于框体220的尺寸，使得框体220可以放置于环状凹槽245中而定位。由于部分的框体220卡入环状凹槽245中，因此，成形的导光元件250的厚度会略小于框体220的高度。
公模仁242为一微结构模仁，其上具有多个突起243。母模仁244上则具有多个凸部246。凸部246位于母模仁244的一底侧，凸部246用以定义如图1所示的容置空间140的凹槽142。当高分子导光材料注入模具240以及框体220的空腔中时，藉由公模仁242与母模仁244上的结构设计，而在导光元件250上形成预定的图案。
从图3可以得知，藉由射出成形的制程，除了可以将导光元件250一体成形地形成于框体220内之外，更可藉由预先设计模具240，在导光元件250上一并形成容置空间140以及位于底面252上的微结构258，实现了制程整合以及缩减制作工序的目的。
参照图4与图5，其分别绘示本发明的窄边框背光模组另一实施例的爆炸图以及组装完成后的立体视图。窄边框背光模组300包含有框体310、形成于框体310中且与框体310一体成形的导光元件320、发光单元330、至少一光学膜340以及反射材350。其中导光元件320可以藉由如射出成形的方式与框体310一体成形地制成。导光元件320的上表面与框体310的上表面之间具有段差g，段差g可用以容置光学膜340。
导光元件320上具有用以容置发光单元330的容置空间322，容置空间322包含有多个凹槽326。发光单元330包含有电路基板332以及设置于电路基板332上的多个发光二极管334，当发光单元330容置于容置空间322中时，发光二极管334嵌入凹槽326之中，藉以定位发光二极管334。发光二极管334所发出的光线进入导光元件320之中，使得光线藉由导光元件320的导引而向出光面328射出。
反射材350对应设置于导光元件320的底面(相对于图中的出光面328的表面)。本实施例中，反射材350可以为反射片，反射片设置于导光元件320下方。或者，在其他的实施例中，反射材350可以为涂布于导光元件320的底面上的反射漆。或者于其他实施例中，亦可以在注入高分子导光材料前先将反射漆涂在公模仁242(见图3)上，接着注入高分子导光材料，使反射漆转印至导光元件320上。反射材350可将自导光元件320漏出的光线再一次地反射向出光面328，用以提升光源的光线利用率。
光学膜340设置于框体310以及导光元件320上。为了良好地定位光学膜340于框体310以及导光元件320上，窄边框背光模组300更包含有凸块360，凸块360连接于框体310并位于导光元件320上。具体来说，凸块360与框体310是由同一块金属板材裁切而成，也就是说，凸块360连接并凸出于条状金属板材200，凸块360被弯折而平设于导光元件320上，以定位光学膜340。
凸块360具有第一卡合部362，第一卡合部362可以为一缺口，光学膜340上具有对应于第一卡合部362设置的第二卡合部342，第二卡合部342可以为一凸部。使得光学膜340放置于导光元件320上后，可以藉由第一卡合部362与第二卡合部342卡合而定位于导光元件320上。第一卡合部362与第二卡合部342的形状不限于本实施例所揭露的态样，只要能使光学膜340的第二卡合部342与凸块360的第一卡合部362卡合定位即可。第一卡合部362的外形可以与第二卡合部342的外形相匹配，或者，第一卡合部362的外形可以与第二卡合部342不相匹配，只要能够达到定位光学膜340的设计均可。
参照图6，其绘示沿图5的线段A-A的剖面图。窄边框背光模组300中，包含框体310、设置于框体310中的导光元件320、设置于导光元件320上的光学膜340以及设置于导光元件320底面的反射材350。框体310面对于导光元件320的表面上涂布有绝缘反射层312。
导光元件320形成于框体310之中并与框体310一体成形。导光元件320包含有相对的出光面328以及底面324。其中出光面328上可以形成有多个V形沟槽329的微结构，用以均匀地扩散光线。底面324上亦具有凹陷部325的微结构，用以破坏光线于导光元件320中的全反射。V形沟槽329以及凹陷部325可以透过如图3所示在公模仁242与母模仁244上预先形成有对应的微结构，以藉由注入成形的制程在导光元件320上形成预定的图案。或者，在其他的实施例中，V形沟槽329与凹陷部325可以透过镭射雕刻等方式直接在导光结构320上制作而成。
导光元件320的厚度略小于框体310的高度，以在导光元件320的出光面328与框体310上表面之间形成段差g，以及在导光元件320的底面324与框体310下表面之间形成段差g’。段差g大于凸块360的厚度或约与凸块360的厚度近似，以容置导光膜片340。段差g’约与反射材350的厚度近似。如图所示，凸块360可以为自框体310弯折而使其接触导光元件320。导光膜片340与框体310的凸块360可以透过如图5所示的第一卡合部362与第二卡合部342相互卡合而固定。
参照图7，其绘示本发明的窄边框背光模组另一实施例的剖面图，其剖面位置同图5。于本实施例中，凸块360的弯折幅度较图6中的凸块的弯折幅度为大，即凸块360会略微向上延伸之后再行弯折。因此，会在框体310的上缘形成隆起部364，隆起部364凸出且高于反射片340。相较于前一实施例，本实施例更具有用以定位显示面板390的优点。具体而言，当显示面板390放置于窄边框背光模组300上以后，显示面板390可以抵靠于其一侧的隆起部364而定位，便于组装且不需增加额外的定位结构。
参照图8A至图8E，其分别绘示本发明的窄边框背光模组的第一卡合部与第二卡合部不同实施例的示意图。如图8A所示，第一卡合部362a可以为矩形结构，第二卡合部342a为矩形缺口，使第一卡合部362a与第二卡合部342a得以相互卡合。或者，如图8B所示，第一卡合部362b为T形结构，第二卡合部342b同样为T形缺口，使第一卡合部362b与第二卡合部342b相互卡合。或者，如图8C所示，第一卡合部362c为半圆形结构，第二卡合部342c同样为半圆形缺口，第一卡合部362c与第二卡合部342c相互卡合。或者，如图8D所示，第一卡合部362d为三角形结构，第二卡合部342d为矩形缺口，第一卡合部362d与第二卡合部342d之间仍然可以有部分接触而达到定位的功效。同样地，如图8E所示，第一卡合部362e为半圆形结构，第二卡合部342e为矩形缺口，第一卡合部362e与第二卡合部342e之间仍然可以有部分接触而达到定位的功效。
由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明具有下列优点。本发明藉由射出成形的制程，除了可以将导光元件一体成形地形成于框体内，藉此固定弯折后的条状金属板材200，而不需另行焊接固定弯折后的条状金属板材200，更可藉由预先设计模具，在导光元件上一并形成容置空间以及位于底面上之微结构，实现了制程整合以及缩减制作工序的目的。而由该制作方法所制成的背光模组的框体的边框厚度仅为板材厚度，有效缩减背光模组的边框厚度。除此之外，框体的内表面设置有绝缘反射层，可以有效避免显示面板上的线路直接接触金属材料的框体而短路的情形。
上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims (11)

1.一种窄边框背光模组，其特征在于，所述窄边框背光模组包含：
一框体，由相连的多个侧壁所组成且底部镂空，所述多个侧壁共同定义出一空腔；
一绝缘反射层，设置于所述多个侧壁面对该空腔的一内表面上；以及
一导光元件，形成于该框体内并与该框体一体成形。
2.如权利要求1所述的窄边框背光模组，其特征在于，该导光元件的其中一侧面与该框体之间形成一容置空间，该窄边框背光模组更包含一发光单元，设置于该容置空间内。
3.如权利要求2所述的窄边框背光模组，其特征在于，该发光单元包含一电路基板以及设置于该电路基板上的多个发光二极管，该容置空间包含多个凹槽，所述多个发光二极管分别容置于所述凹槽中。
4.如权利要求1所述的窄边框背光模组，其特征在于，该导光元件的厚度小于该框体的高度。
5.如权利要求1所述的窄边框背光模组，其特征在于，该导光元件包含一出光面以及与该出光面相对的一底面，该导光元件更包含多个微结构，形成于该底面。
6.如权利要求5所述的窄边框背光模组，其特征在于，该窄边框背光模组更包含一反射材，对应于该底面设置。
7.如权利要求1所述的窄边框背光模组，其特征在于，所述窄边框背光模组更包含一凸块，连接于该框体并平设于该导光元件上，该凸块具有一第一卡合部，该窄边框背光模组更包含至少一光学膜，该光学膜具有对应该第一卡合部的一第二卡合部，该光学膜藉由该第二卡合部与该第一卡合部卡合而定位于该导光元件上。
8.一种窄边框背光模组的制作方法，其特征在于，所述窄边框背光模组的制造方法包含：
提供一条状金属板材，其一个表面具有一绝缘反射层；
弯折该条状金属板材以构成底部镂空且呈环状的一框体，该框体定义出一空腔，该绝缘反射层设置于该框体面对该空腔的内表面上；
将该框体放入一模具；
注入一高分子导光材料于该模具及该空腔中，以一体成形地形成一导光元件于该框体中；以及
使一体成形的该框体及该导光元件与该模具分离。
9.如权利要求8所述的窄边框背光模组的制作方法，其特征在于，该模具具有一微结构模仁，以在该导光元件的一底面形成对应该微结构模仁的多个微结构。
10.如权利要求8所述的窄边框背光模组的制作方法，其特征在于，该模具具有一凸部，以在该导光元件的一侧面与该框体之间形成一容置空间容置一发光单元于该容置空间中。
11.如权利要求8所述的窄边框背光模组的制作方法，其特征在于，该窄边框背光模组的制作方法更包含：
弯折连接于该条状金属板材的一凸块，使该凸块平设于该导光元件上；以及
放置一光学膜于该导光元件上，藉由该光学膜上的一第二卡合部与该凸块的一第一卡合部卡合而定位。
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