CN111221178A - 显示装置之光源模组及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种使用微小型LED(mini LED)做为光源的背光厚度和提升光效率的制造方法，包括下列步骤：首先，将复数个发光二极管芯片以间隔排列方式，装设于一基板之一上表面；再于该等发光二极管芯片上利用一涂布设备涂布一层胶体，该胶体中分布有均匀之扩散粒子，且填满该等LED之间隙；接着，再通过一滚轮压印该胶体，使该胶体表面形成一连续几何结构，该连续几何结构之断面水平‑垂直(X‑Y轴)方向呈一锥形结构；最后，该连续几何结构利用一紫外线固化设备作棱镜片之光学固化；如此一来，所形成之成品不但大幅减少厚度，符合薄型化之要求，并且亦大幅提高界面反射效率之穿透率。

Description

显示装置之光源模组及其制造方法
技术领域
本发明系一种显示装置之光源模组及其制造方法，尤指一种大幅减少厚度，并大幅提高界面反射效率之穿透率的微小型LED制造方法。
背景技术
近年来蓬勃发展小型化光电装置，将LED尺寸缩小至200微米以下的微小型LED在显示设备已广为应用。利用微小型LED的显示设备具有高亮度、高对比度、快速响应和低功耗的优点。请参阅图1A、图1B所示，其系设有一显示设备10，该显示设备10包括一液晶面板17与一背光模组11，其中该背光模组11依序包含复数第一棱镜片15、复数第二棱镜片16之光学膜片(其他膜片未图示)、一扩散片14及一光源模组12；该光源模组12使用微小型LED123并具有一发光区13。为了使发光区13出光均匀设置扩散片14，以使呈(Lambertian)光型(如图1B所示)，且为了增加光使用效率，会使用二交互垂直之棱镜片15、16(如图1A所示)，藉以收敛出光视角以提高中心角度亮度(如图1B所示)。
然而，现行显示设备需薄型化，使用微小型LED的光源模组12的显示设备10需在光源模组12及扩散片14之间保留有一间隙G1与第二棱镜片16与液晶面板17之间保留有一间隙G2，藉以留有胀缩空间，如此一来便导致整体厚度增加，不符合薄型化之要求；再者，第一棱镜片15、第二棱镜片16的几合表面虽然可增加光集中性，但是反而降低穿透率，造成需要改善该等棱镜片15、16的使用空间和界面反射，相当不便利。
由此可见，上述习用物品仍有诸多缺失，实非一良善之设计者，而亟待加以改良。
发明内容
有鉴于此，本案发明人本于多年从事相关产品之制造开发与设计经验，针对上述之目标，详加设计与审慎评估后，终得一确具实用性之本发明。
本发明之目的，在提供一种显示装置之光源模组及其制造方法，系不但大幅减少厚度，并且大幅提高界面反射效率之穿透率的微小型LED制造方法。
根据上述之目的，本发明之显示装置之光源模组及其制造方法，其主要系包括下列步骤：首先，将复数个发光二极管芯片以间隔排列方式，装设于一基板之一上表面；再于该等发光二极管芯片上利用一涂布设备涂布一层胶体，该胶体中分布有均匀之扩散粒子，且填满该等LED之间隙；再通过一滚轮压印该胶体，使该胶体表面形成一连续几何结构，该连续几何结构之断面水平-垂直(X-Y轴)方向呈一锥形结构；最后，该连续几何结构利用一紫外线固化(UV Curing)设备作棱镜片之光学固化；如此，形成之成品不但大幅减少厚度，符合薄型化之要求，并且亦大幅提高界面反射效率之穿透率，藉以避免前述习知之微小型LED之诸多缺失。
为便贵审查委员能对本发明之目的、形状、构造装置特征及其功效，做更进一步之认识与了解，兹举实施例配合图式，详细说明如下：
附图说明
图1A、图1B为目前微小型LED使用芯片尺寸封装(CSP)搭配涂胶制程之示意图。
图2A、图2B、图2C为本发明显示装置之光源模组的制造方法之示意图。
图3A、图3B、图3C、图3D、图3E为本发明显示装置之光源模组的另一种制造方法之示意图。
图4、图5、图6为本发明显示装置之光源模组的制造方法之成品示意图。
图7A、7B、7C、7D为本发明显示装置之光源模组之外观示意图。
图8A、8B、8C、8D、8E、8F、8G为本发明显示装置之光源模组的又一种制造方法之示意图。
图9A、9B、9C、9D、9E、9F、9G、9H为本发明显示装置之光源模组的再一种制造方法之示意图。
图10、图11为本发明显示装置之光源模组之使用示意图。
附图标记
发光二极管芯片31
基板32
涂布设备41
胶体33
滚轮42
上表面331
连续几何结构332
锥形结构333
扩散粒子334
紫外线固化设备43
成品30
第一胶层33A
第二胶层34
上表面341
显示面板50
背光模组60
光源模组61
基板62
上表面621
发光二极管芯片63
胶体64
扩散粒子641
上表面642
连续几何结构643
扩散片70
第一胶层81
第一棱镜层81a
第一胶层扩散粒子82
上表面811
连续几何结构811a
第二胶层83
第三胶层84
第二棱镜层84a
第三胶层扩散粒子85
上表面841
连续几何结构841a
第四胶层86
成品80
成品80a
具体实施方式
本发明乃有关一种「显示装置之光源模组及其制造方法」，请参阅图2A、图2B、图2C、图4、图5、图6所示，本发明之显示装置之光源模组的制造方法，其主要系包括下列步骤：
步骤A：首先，将复数个发光二极管(LED)芯片(Chip)31以间隔排列方式，装设于一基板32之上表面。
步骤B：于该等发光二极管芯片31上利用一涂布设备41涂布一层胶体33，该胶体33中分布有均匀之扩散粒子334，且填满该等发光二极管芯片31之间隙。
步骤C：通过一滚轮42压印该层胶体33上表面331，使该层胶体33上表面331形成一连续几何结构332，该连续几何结构332之断面水平-垂直(X-Y轴)方向呈一锥形结构333、其顶部夹角为90度(如图5、图6所示)。
步骤D：最后，利用一紫外线固化(UV Curing)设备43于该层胶体33上表面之连续几何结构332上，作棱镜片之光学固化，而形成一成品30。
如此一来，请参阅图4、图5、图6所示，形成之成品30利用该层胶体33作棱镜片之锥形结构333及其顶部夹角为90度之结构，可将光集中在小角度，提高中心角度亮度，提高光使用效率，令不需要前述习知之微小型LED之该等棱镜片15、16，因此不需要间隙G1和间隙G2让该等棱镜片15、16在环境温度改变的情况下有涨缩空间，且不需要改善该等棱镜片15、16的使用空间和界面反射(如前述图1A、图1B所示)，故不但大幅减少厚度，符合薄型化之要求，并且亦大幅提高界面反射效率之穿透率，藉以避免前述习知之微小型LED之诸多缺失。
复请参阅图2A、图2B、图2C、图4、图5、图6所示，每一发光二极管芯片31之尺寸至少小于200微米。
复请参阅图2A、图2B、图2C、图4、图5、图6所示，该锥形结构333之高度可为10～300um。
请再参阅图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图4、图5、图6所示，本发明之显示设备之光源模组及其制造方法，其另一实施例主要系包括下列步骤：
步骤A：首先，将复数个发光二极管(LED)芯片(Chip)31以间隔排列方式，装设于一基板32之上表面。
步骤B：于该等发光二极管芯片31上利用一涂布设备41涂布一层第一胶层33A，该第一胶层33A中分布有均匀之扩散粒子334，且填满该等发光二极管芯片31之间隙。
步骤C：利用一紫外线固化(UV Curing)设备43于该第一胶层33A上表面，作光学固化。
步骤D：再度于该第一胶层33A上表面上，利用一涂布设备41涂布一第二胶层34。
步骤E：通过一滚轮42压印该第二胶层34上表面341，使该第二胶层34上表面341形成一连续几何结构332，该连续几何结构332之断面水平-垂直(X-Y轴)方向呈一锥形结构333、其顶部夹角为90度(如图4所示)。
步骤F：最后，再利用该紫外线固化(UV Curing)设备43于该第二胶层34上表面之连续几何结构332上，作棱镜片之光学固化，而形成一成品30。
如此一来，请参阅图4、图5、图6所示，形成之成品30利用该第一胶层33A、第二胶层34之锥形结构333及其顶部夹角为90度之结构，可将光集中在小角度，提高中心角度亮度，提高光使用效率，令不需要前述习知如图1A之微小型LED之该等棱镜片15、16，因此不需要间隙G1及间隙G2让该等棱镜片15、16在环境温度改变的情况下有涨缩空间，且不需要改善该等棱镜片15、16的使用空间和界面反射(如前述图1A、图1B所示)，故不但大幅减少厚度，符合薄型化之要求，并且亦大幅提高界面反射效率之穿透率，藉以避免前述习知之微小型LED之诸多缺失。
复请参阅图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图4、图5、图6所示，每一发光二极管芯片31之尺寸至少小于200微米。
复请参阅图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图4、图5、图6所示，该锥形结构333之高度可为10～300um。
请参阅图7A所示，本发明之显示设备之光源模组，其主要系包括有：一基板62、一显示面板50及一背光模组60。
其中，该背光模组60设置于对应该显示面板50下方处，该背光模组60具有一光源模组61，该光源模组61设有该基板62，该基板62具有一上表面621，该基板62之上表面621以间隔排列方式装设有复数个发光二极管芯片63，该些发光二极管芯片63之间填充有一胶体64，该胶体64中分布有扩散粒子641，其中这些扩散粒子的折射率大于胶体64的折射率，以达到光线在其中的更好扩散效果。此外，胶体64上表面642具有一连续几何结构643，该连续几何结构643之断面水平-垂直(X-Y轴)方向呈一锥形结构(图中未示)，以达到光线从连续几何结构643出光能达到更佳的聚光效果。
请参阅图7B所示，本发明之显示设备之光源模组，其主要系包括有：一基板62、一显示面板50及一背光模组60。
其中，该背光模组60设置于对应该显示面板50下方处，该背光模组60具有一光源模组61，该光源模组61设有该基板62，该基板62具有一上表面621，该基板62之上表面621以间隔排列方式装设有复数个发光二极管芯片63，该些发光二极管芯片63之间填充有一第一胶体65，该第一胶体65中分布有扩散粒子641，该第一胶体65上设有一第二胶体66，该第二胶体66上表面642具有一连续几何结构643，该连续几何结构643之断面水平-垂直(X-Y轴)方向呈一锥形结构(图中未示)。
请参阅图7C、图7D所示，该显示面板50与一背光模组60之间进一步设有一扩散片70，该扩散片70位于该光源模组61之上方，而以承受该光源模组61之发光区。
请再参阅图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F、图8G所示，本发明之显示设备之光源模组及其制造方法，其又一实施例主要系包括下列步骤：
步骤A：首先，将复数个发光二极管(LED)芯片(Chip)31以间隔排列方式，装设于一基板32之上表面。
步骤B：于该等发光二极管芯片31上利用一涂布设备41涂布一层第一胶层81，该第一胶层81中分布有均匀之第一胶层扩散粒子82，且填满该等发光二极管芯片31之间隙。
步骤C：通过一滚轮42压印该第一胶层81上表面811，使该上表面811形成一连续几何结构811a，该连续几何结构811a之剖面呈一三角形结构与凹槽间隔排列，其中连续几何结构811a朝一方向延伸。
步骤D：利用一紫外线固化设备43于连续几何结构811a，作光学固化，而使该第一胶层81形成一第一棱镜层81a，其中该第一胶层扩散粒子82的折射率n2大于该第一棱镜层81a的折射率n1(即n2＞n1)。
步骤E：再于该第一胶层81的连续几何结构811a上，利用一涂布设备41涂布一第二胶层83，该第二胶层83的折射率n3小于该第一棱镜层81a的折射率n1(即n3＜n1)。
步骤F：再度于该第二胶层83上，利用一涂布设备41涂布一第三胶层84，该第三胶层84中分布有均匀之第三胶层扩散粒子85。
步骤G：通过一滚轮42压印该第三胶层84上表面841，使该上表面841形成一连续几何结构841a，该连续几何结构841a之剖面呈一三角形结构与凹槽间隔排列，其中该第三胶层84之连续几何结构841a朝另一方向延伸，且该第三胶层84之连续几何结构841a的延伸方向与该第一胶层81连续几何结构811a的延伸方向大致相互垂直。
步骤H：利用一紫外线固化设备43于该第三胶层84的连续几何结构841a上，作棱镜片之光学固化，而使该第三胶层84形成一第二棱镜层84a，其中该第三胶层扩散粒子85的折射率n5大于该第二棱镜层84a的折射率n4(即n5＞n4)，且该第二胶层83的折射率n3小于该第二棱镜层84a的折射率n4(即n3＜n4)，而形成一成品80。
请再参阅图9A、图9B、图9C、图9D、图9E、图9F、图9G、图9H所示，本发明之显示设备之光源模组及其制造方法，其再一实施例主要系包括下列步骤：
步骤A：首先，将复数个发光二极管(LED)芯片(Chip)31以间隔排列方式，装设于一基板32之上表面。
步骤B：于该等发光二极管芯片31上利用一涂布设备41涂布一层第一胶层81，该第一胶层81中分布有均匀之第一胶层扩散粒子82，且填满该等发光二极管芯片31之间隙。
步骤C：通过一滚轮42压印该第一胶层81上表面811，使该上表面811形成一连续几何结构811a，该连续几何结构811a之剖面呈一三角形结构与凹槽间隔排列，其中该连续几何结构811a朝一方向延伸。
步骤D：利用一紫外线固化设备43于连续几何结构811a，作光学固化，而使该第一胶层81形成一第一棱镜层81a，其中该第一胶层扩散粒子82的折射率n2大于该第一棱镜层81a的折射率n1(即n2＞n1)。
步骤E：再于该第一胶层81连续几何结构811a上，利用一涂布设备41涂布一第二胶层83，该第二胶层83的折射率n3小于该第一棱镜层81a的折射率n1(即n3＜n1)。
步骤F：再度于该第二胶层83上，利用一涂布设备41涂布一第三胶层84，该第三胶层84中分布有均匀之第三胶层扩散粒子85。
步骤G：通过一滚轮42压印该第三胶层84上表面841，使该上表面841形成一连续几何结构841a，该连续几何结构841a之剖面呈三角形结构与凹槽间隔排列，其中该连续几何结构841a朝另一方向延伸，且该第三胶层84之连续几何结构841a的延伸方向与该第一胶层81之连续几何结构811a的延伸方向大致相互垂直。
步骤H：利用一紫外线固化设备43于该第三胶层84上表面841，作棱镜片之光学固化，而使该第三胶层84形成一第二棱镜层84a，其中该第三胶层扩散粒子85的折射率n5大于该第二棱镜层84a的折射率n4(即n5＞n4)，且该第二胶层83的折射率n3小于该第二棱镜层84a的折射率n4(即n3＜n4)。
步骤I：再度于该第三胶层84上，利用一涂布设备41涂布一第四胶层86，形成一扩散层，使该第四胶层厚度大于等于该第二棱镜层84a的厚度，如此可减少扩散片设置，节省成本，并可薄型化；接着，形成一成品80a。
本发明实施例中，步骤I亦可在第二棱镜层84a上形成一平坦层后贴附一扩散层(图中未示)，而形成一成品80a。
请参阅图10所示，该成品80不具有扩散片功能，因此需于其上方设置一扩散片70，扩散片70上方设置该显示面板50，使扩散片70承受发光二极管芯片31之发光区。
请参阅图11所示，该成品80a具有一扩散层，因此直接于其上方设置该显示面板50，俾可减少扩散片设置，节省成本，并可薄型化
以上所述，仅为本发明最佳具体实施例，惟本发明之构造特征并不局限于此，任何熟悉该项技艺者在本发明领域内，可轻易思及之变化或修饰，皆可涵盖在以下本案之专利范围。

Claims (13)

1.一种显示装置之光源模组的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤A：首先，将复数个发光二极管芯片以间隔排列方式，装设于一基板之一上表面；
步骤B：于该等发光二极管芯片上利用一涂布设备涂布一层胶体，该胶体中分布有均匀之扩散粒子，且填满该等LED之间隙；
步骤C：通过一滚轮压印该胶体，使该胶体表面形成一连续几何结构，该连续几何结构之断面水平-垂直方向呈一锥形结构；
步骤D：最后，该连续几何结构利用一紫外线固化设备作棱镜片之光学固化。
2.如权利要求1所述之显示装置之光源模组的制造方法，其中每一发光二极管芯片之尺寸至少小于200微米。
3.如权利要求1所述之显示装置之光源模组的制造方法，其中该锥形结构之顶部夹角为90度。
4.如权利要求1所述之显示装置之光源模组的制造方法，其中该锥形结构之高度系为10～300um。
5.如权利要求1所述之显示装置之光源模组的制造方法，其中该胶体具有一第一胶层及设置于其上之一第二胶层，该第二胶层表面经滚轮压印形成该连续几何结构。
6.如权利要求1所述之显示装置之光源模组的制造方法，其中该胶体具有一第一胶层及设置于其上之一第二胶层、一第三胶层，该第一胶层、该第三胶层表面经滚轮压印形成该连续几何结构，而形成一第一棱镜层、一该第二棱镜层。
7.如权利要求1所述之显示装置之光源模组的制造方法，其中该胶体具有一第一胶层及设置于其上之一第二胶层、一第三胶层、一第四胶层，该第一胶层、该第三胶层表面经滚轮压印形成该连续几何结构，而形成一第一棱镜层、一该第二棱镜层。
8.如权利要求7所述之显示装置之光源模组的制造方法，其中该第四胶层厚度大于等于该第二棱镜层的厚度。
9.如权利要求6或7所述之显示装置之光源模组的制造方法，其中该第一胶层、该第三胶层中分布均匀之扩散粒子。
10.如权利要求6或7所述之显示装置之光源模组的制造方法，其中该第一胶层之连续几何结构之剖面呈一三角形结构与凹槽间隔排列，该第一胶层之连续几何结构朝一方向延伸，该第三胶层之连续几何结构之剖面呈一三角形结构与凹槽间隔排列，该第三胶层之连续几何结构朝另一方向延伸，且该第三胶层之连续几何结构的延伸方向与该第一胶层之连续几何结构的延伸方向大致相互垂直。
11.如权利要求9所述之显示装置之光源模组的制造方法，其中该第一胶层扩散粒子的折射率大于该第一棱镜层的折射率，该第二胶层的折射率小于该第一棱镜层的折射率，该第三胶层扩散粒子的折射率大于该第二棱镜层的折射率，且该第二胶层的折射率小于该第二棱镜层的折射率。
12.一种显示装置之光源模组，其特征在于，包括：
一显示面板；
一背光模组，该背光模组设置于对应该显示面板下方处，该背光模组具有一光源模组，该光源模组设有一基板，该基板之上表面以间隔排列方式装设有复数个发光二极管芯片，该些发光二极管芯片之间填充有一胶体，该胶体中分布有扩散粒子，该胶体上表面具有一连续几何结构，该连续几何结构之断面水平-垂直方向呈一锥形结构。
13.如权利要求12所述之显示装置之光源模组，其中该显示面板与一背光模组之间设有一扩散片，该扩散片位于该光源模组之上方，而以承受该光源模组之发光区。
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