CN116661047A - 背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背光模组，包括：基板；多个发光元件，设置在该基板上；导光元件，包括多个导光部，该多个导光部分别对应该多个发光元件设置，其中，该多个导光部分别具有第一穿孔，该多个导光部的该些第一穿孔分别暴露出该多个发光元件；以及多个反射元件，分别设置在该多个发光元件上，其中，在该基板的法线方向上，该多个反射元件分别与该多个导光部的该些第一穿孔重叠。

Description

背光模组
技术领域
本发明涉及一种背光模组，尤其涉及一种具有导光元件的背光模组。
背景技术
市场上对电子(显示)装置的对比度或品质要求不断提升。然而，现今的电子(显示)装置的背光模组仍存在光晕、出光效率不佳等显示品质问题。因此，目前需要提供一种背光模组，可改善光晕现象、出光效率不佳等问题。
发明内容
本发明提供一种背光模组，包括：基板；多个发光元件，设置于该基板上；导光元件，包括多个导光部，该多个导光部分别对应该多个发光元件设置，其中，该多个导光部分别具有第一穿孔，该多个导光部的该些第一穿孔分别暴露出该多个发光元件；以及多个反射元件，分别设置于该多个发光元件上，其中，在该基板的法线方向上，该多个反射元件分别与该多个导光部的该些第一穿孔重叠。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例的背光模组的示意图；
图2为沿图1的线段L1-L1’的剖面示意图；
图3为沿图1的线段L2-L2’的剖面示意图；
图4为根据本发明的一个实施例的导光元件的俯视示意图；
图5A至图5C为根据本发明的一个实施例的突出部的示意图；
图6为根据本发明的一个实施例的导光元件的散射单元的仰视示意图；
图7A为根据本发明的一个实施例的背光模组的角度与亮度关系图；
图7B为根据本发明的另一个实施例的背光模组的角度与亮度关系图；以及
图8为根据本发明的一个实施例的背光模组的示意图。
【附图标记说明】
1-发光元件；
11-芯片；
12-封装层；
2-导光元件；
21-导光部；
21a-第一导光部；
21b-第二导光部；
21c-第三导光部；
21d-第四导光部；
211-出光面；
212-底面；
22-第一穿孔；
23-第二穿孔；
24-连接部；
3-反射元件；
31-第一反射元件；
32-第二反射元件；
4-基板；
5-光学膜片；
6-反射层；
7-胶框；
8-铁件；
P1-平坦部；
P2-突出部；
P21-第一突出部；
P22-第二突出部；
P23-第三突出部；
P3-第一部分；
P4-第二部分；
SC-散射单元；
W1-第一宽度；
W2-第二宽度；
W3-第三宽度；
H-高度；
H1-第一高度；
H2-第二高度；
H3-第三高度；
θ1-第一顶角；
θ2-第二顶角；
θ3-第三顶角；
Z-法线方向。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明通篇说明书与所附的权利要求中会使用某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应理解，电子装置制造商可能会以不同的名称来指称相同的组件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的组件。在下文说明书与权利要求书中，“含有”与“包括”等词为开放式词语，因此其应被解释为“含有但不限定为…”之意。
本文中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本发明。在附图中，各图式绘示的是特定实施例中所使用的方法、结构及/或材料的通常性特征。然而，这些图式不应被解释为界定或限制由这些实施例所涵盖的范围或性质。举例来说，为了清楚起见，各膜层、区域及/或结构的相对尺寸、厚度及位置可能缩小或放大。
本发明中所叙述的一结构(或层别、组件、基材)位于另一结构(或层别、组件、基材)之上/上方，可以指两个结构相邻且直接连接，或是可以指两个结构相邻而非直接连接。非直接连接是指两个结构之间具有至少一中介结构(或中介层别、中介组件、中介基材、中介间隔)，一结构的下侧表面相邻或直接连接于中介结构的上侧表面，另一结构的上侧表面相邻或直接连接于中介结构的下侧表面。而中介结构可以是单层或多层的实体结构或非实体结构所组成，并无限制。在本发明中，当某结构设置在其它结构“上”时，有可能是指某结构“直接”在其它结构上，或指某结构“间接”在其它结构上，即某结构和其它结构间还夹设有至少一结构。
术语“大约”、“等于”、“相等”或“相同”、“实质上”或“大致上”一般解释为在所给定的值或范围的20％以内，或解释为在所给定的值或范围的10％、5％、3％、2％、1％或0.5％以内。
说明书与权利要求书中所使用的序数例如“第一”、“第二”等的用词用以修饰元件，其本身并不表示及代表该(或该些)元件有任何之前的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的元件得以和另一具有相同命名的元件能作出清楚区分。权利要求书与说明书中可不使用相同用词，据此，说明书中的第一构件在权利要求中可能为第二构件。
在本发明中，厚度、长度、宽度及角度的测量方式可以是采用光学显微镜测量而得，厚度或角度可以由电子显微镜中的剖面影像测量而得，但不以此为限。另外，任两个用来比较的数值或方向，可存在着一定的误差。此外，用语“给定范围为第一数值至第二数值”、“给定范围落在第一数值至第二数值的范围内”表示所述给定范围包括第一数值、第二数值以及它们之间的其它数值。若第一方向垂直于第二方向，则第一方向与第二方向之间的角度可介于80°至100°之间；若第一方向平行于第二方向，则第一方向与第二方向之间的角度可介于0°至10°之间。
须知悉的是，以下所举实施例可以在不脱离本发明的精神下，可将数个不同实施例中的特征进行替换、重组、混合以完成其他实施例。各实施例间特征只要不违背发明精神或相冲突，均可任意混合搭配使用。
除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的相同涵义。能理解的是，这些用语例如在通常使用的字典中定义用语，应被解读成具有与相关技术及本发明的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在本发明实施例有特别定义。
图1为根据本发明的一个实施例的背光模组的示意图。其中，为了方便说明，图1省略了部分反射元件3。
如图1所示，本发明的背光模组可包括：基板4；多个发光元件1，设置在基板4上；导光元件2，包括多个导光部21，多个导光部21分别对应多个发光元件1设置，其中，多个导光部21分别具有第一穿孔22，多个导光部21的第一穿孔22分别暴露出多个发光元件1；以及多个反射元件3(例如图2所示的第一反射元件31及/或第二反射元件32)，分别设置在多个发光元件1上，其中，在基板4的法线方向Z上，多个反射元件3分别与多个导光部21的第一穿孔22重叠。本发明的背光模组通过导光元件2的设置，可获得较均匀的准直型光源，提高背光模组的出光效率或改善光晕现象。
如图1所示，多个导光部21可包括第一导光部21a、第二导光部21b、第三导光部21c及第四导光部21d，且第一导光部21a、第二导光部21b、第三导光部21c及第四导光部21d可以2×2矩阵方式排列，但不限于此。在其他实施例中，多个导光部21可以M×N矩阵方式排列，但不限于此。多个发光元件1分别重叠所对应的多个导光部21的第一穿孔22中，使多个发光元件1的光分别通过所对应的导光部21导出。
在本发明中，导光元件2的材料可包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃聚合物(cyclo olefin polymer,COP)、其他合适的材料或其组合，但不限于此。
图2为沿图1的线段L1-L1’的剖面示意图。图3为沿图1的线段L2-L2’的剖面示意图。
如图2和图3所示，多个反射元件3可分别包括第一反射元件31与第二反射元件32，其中，多个反射元件3的第一反射元件31可分别位于多个导光部21的第一穿孔22中。更具体地，在基板4的法线方向Z上，第一反射元件31的面积例如会小于第一穿孔22的面积。此外，第一反射元件31可设置于发光元件1上且可与发光元件1接触，以将发光元件1所发射的光源引导至导光部21，但不限于此。在一些实施例中，多个反射元件3的第二反射元件32可分别设置在多个导光部21上。更具体地，在基板4的法线方向Z上，第二反射元件32的面积例如大于第一穿孔22的面积。换句话说，第二反射元件32可覆盖第一穿孔22，以将发光元件1所发射的光源引导至导光部21，降低产生点光源的机会，改善导光元件2的光提取效果。在一些实施例中，第二反射元件32可接触部分的导光部21。在本实施例中同时设置第一反射元件31及第二反射元件32，但不限于此。在其他实施例中，可仅设置第一反射元件31或第二反射元件32。
在本发明中，第一反射元件31可包括胶体材料和反射材料，但不限于此。胶体材料的具体例子可包括环氧树脂、酚醛树脂、橡胶、硅胶、聚氨酯、聚丙烯酸酯、其他合适的材料或其组合，但不限于此。反射材料可包括色素(pigment)，例如包括白色色素或其他合适的材料。举例来说，反射材料可包括二氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化锆、其他合适的材料或其混合物，但不限于此。在本发明中，第一反射元件31可以通过涂布方法(例如旋涂法、点胶等涂布方法)或压膜工艺形成在发光元件1上，但不限于此。在一些实施例中，第一反射元件31可包括20重量％至40重量％的反射材料，但不限于此。在一实施例中，第一反射元件31可包括25重量％至35重量％的反射材料，但不限于此。在一些实施例中，第二反射元件32的材料可包括金属(例如：银、铝)、塑胶材料(例如聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯)、其他合适材料或其组合，但不限于此。
如图1和图2所示，导光元件2具有第二穿孔23，且第二穿孔23位于多个导光部21的相邻两个导光部21之间。如图1所示，第二穿孔23可位于第一导光部21a与第二导光部21b之间、第一导光部21a与第三导光部21c之间、第二导光部21b与第四导光部21d之间、或第三导光部21c与第四导光部21d之间。第二穿孔23可提供光阻挡效果，改善相邻发光元件1的光干扰，但不限于此。
如图1和图3所示，导光元件2还具有连接部24，且多个导光部21的相邻两个导光部21可通过连接部24连接。更具体地，如图1所示，第一导光部21a可分别与第二导光部21b及第三导光部21c彼此相邻，且分别通过连接部24彼此连接。相似地，第四导光部21d分别与第二导光部21b及第三导光部21c彼此相邻，且分别通过连接部24彼此连接。一般发光元件1在周围四角的亮度较低，易存在品质上的缺陷，连接部24可用于提高导光部21外围四角的出光量，改善出光效率或提升品质效果。
在一些实施例中，如图2和图3所示，发光元件1可包括芯片11及封装层12设置于芯片11上，封装层12可封装芯片11。在本发明中，发光元件1可包括发光二极体，例如有机发光二极体或无机发光二极体，例如包括次毫米发光二极体(mini LED)、微发光二极体(microLED)、量子点发光二极体(quantum dot LED)，但不限于此。在一些实施例中，封装层12中可包括荧光粉或量子点，但不限于此。在本发明中，封装层12的材料可包括透明材料，可用于保护芯片11和内部线路(图中未示出)等，且不影响荧光粉或量子点所发出的光。在一些实施例中，封装层12的材料可包括环氧树脂、硅胶、压克力、聚甲基丙烯酸甲酯、或其组合，但不限于此。
在本发明中，如图2和图3所示，多个导光部21分别具有出光面211及底面212，底面212与出光面211相对设置，多个发光元件1分别邻近底面212且远离出光面211设置。在一些实施例中，出光面211包括多个平坦部P1及多个突出部P2，多个平坦部P1与多个突出部P2交替设置且相互连接。在一些实施例中多个发光元件1可分别通过所对应的导光部21将光由出光面211导出。在一些实施例中，多个导光部21的出光面211分别远离所对应的发光元件1。
在本发明中，所述“突出部P2”是指出光面211中朝远离底面212的方向突出的部分，也可指出光面211中朝远离所对应的发光元件1的方向突出的部分。如图2和图3所示，多个突出部P2例如包括第一突出部P21、第二突出部P22及第三突出部P23，第二突出部P22设置在第一突出部P21及第三突出部P23之间，其中，第一突出部P21相较于第二突出部P22及第三突出部P23邻近于所对应的发光元件1。在一些实施例中，第一突出部P21、第二突出部P22及第三突出部P23的数量并无特别限制，例如本实施例是以两个第一突出部P21、两个第二突出部P22及两个第三突出部P23作为示例，但不限于此，在其他实施例中，可视需要调整第一突出部P21、第二突出部P22及第三突出部P23的设置数量。
图4为根据本发明的一个实施例的导光元件的俯视示意图。
如图4所示，多个导光部21的出光面211的多个突出部P2分别环绕多个发光元件中的所对应的发光元件1。更具体地，多个突出部P2可例如以同心圆或其他合适图案的方式环绕所对应的发光元件1，以将发光元件1的光均匀的导出，提高品质效果，但不限于此。在基板4的法线方向Z上，多个突出部P2可具有圆形、椭圆形或其他合适的形状。在本实施例中(图4)是以一个第一突出部P21、一个第二突出部P22及一个第三突出部P23作为示例，但不限于此，在其他实施例中，可视需要调整第一突出部P21、第二突出部P22及第三突出部P23的数量。
在一些实施例中，第一突出部P21、第二突出部P22及第三突出部P23之间的间距可大致相等，例如第一突出部P21与第二突出部P22之间的间距可介于110μm至115μm之间(110μm≦间距≦115μm)或介于112μm至114μm之间(112μm≦间距≦114μm)，但不限于此。相似的，第二突出部P22与第三突出部P23之间的间距可介于110μm至115μm之间(110μm≦间距≦115μm)或介于112μm至114μm之间(112μm≦间距≦114μm)，但不限于此。在本发明中，所述“第一突出部P21与第二突出部P22之间的间距”是指在相邻的第一突出部P21与第二突出部P22之间，第一突出部P21最远离出光面211的一端点E1至第二突出部P22最远离出光面211的一端点E2之间的距离。换句话说，第一突出部P21与第二突出部P22之间的间距可大致用位于两者之间的平坦部P1的长度来定义。相似地，所述“第二突出部P22与第三突出部P23之间的间距”是指在相邻的第二突出部P22与第三突出部P23之间，第二突出部P22最远离出光面211的一端点E2至第三突出部P23最远离出光面211的一端点E3之间的距离。换句话说，第二突出部P22与第三突出部P23之间的间距可大致用位于两者之间的平坦部P1的长度来定义。
图5A至图5C为根据本发明的一个实施例的突出部P2的示意图。图5A为第一突出部P21的示意图，图5B为第二突出部P22的示意图，图5C为第三突出部P23的示意图。
如图2及图5A至图5C所示，在一些实施例中，突出部P2的宽度可例如朝远离所对应的发光元件1而增大，但不限于此。在一些实施例中，突出部P2的高度例如朝远离所对应的发光元件1而增大，但不限于此。在一些实施例中，突出部P2的顶角角度例如朝远离所对应的发光元件1而减小，但不限于此。当突出部P2的尺寸(例如宽度、高度及/或角度)符合前述关系时，可提升背光模组的出光效率，可改善能耗过高的缺陷。
举例来说，在一些实施例中，如图5A所示，第一突出部P21可具有第一宽度W1、第一高度H1及第一顶角θ1，第一宽度W1可介于16μm至17.5μm之间(16μm≦第一宽度W1≦17.5μm)，第一高度H1可介于3μm至4μm之间(3μm≦第一高度H1≦4μm)，第一顶角θ1可介于130°至135°之间(130°≦第一顶角θ1≦135°)，但不限于此。
如图5B所示，第二突出部P22具有第二宽度W2、第二高度H2及第二顶角θ2，第二宽度W2可介于24.5μm至26μm之间(24.5μm≦第二宽度W2≦26μm)，第二高度H2可介于6μm至8μm之间(6μm≦第二宽度W2≦8μm)，第二顶角θ2可介于110°至115°之间(110°≦第二顶角θ2≦115°)，但不限于此。
如图5C所示，第三突出部P23具有第三宽度W3、第三高度H3及第三顶角θ3，第三宽度W3可介于38μm至42μm之间(38μm≦第三宽度W3≦42μm)，第三高度H3可介于10μm至12.5μm之间(10μm≦第三高度H3≦12.5μm)，第三顶角θ3可介于100至105之间(100°≦第三顶角θ3≦105°)，但不限于此。上述各突出部的宽度、高度及顶角角度范围仅为举例，可根据需求做调整。
在本发明中，所述突出部的宽度是指在剖面图中，突出部P2的最大宽度；所述突出部的高度是指在剖面图中，突出部P2至平坦部P1的最大高度。
图6为根据本发明的一个实施例的导光元件的散射单元的仰视示意图。
如图2和图3所示，多个导光部21的底面212具有多个散射单元SC，多个散射单元SC例如朝远离出光面211的方向突出。散射单元SC的高度H可介于16μm至20μm之间(16μm≦高度H≦20μm)或介于16.5μm至19.5μm之间(16.5μm≦高度H≦19.5μm)，但不限于此。所述散射单元SC的高度H是指散射单元SC至底面212的最大高度。
在本发明中，散射单元SC可以合适的方法(例如射出成形、网点印刷、点胶等方法，但不限于此)设置在多个导光部21的底面212上。散射单元SC的材料可包括透明材料，例如可包括环氧树脂、硅胶、压克力、聚甲基丙烯酸甲酯或其组合，但不限于此。在一些实施例中，散射单元SC可例如与导光部21一体成型或是另外形成。在导光元件2的仰视方向上，如图6所示，散射单元SC可具有圆弧形的外观。举例来说，散射单元SC的直径可介于27μm至37μm之间。散射单元SC的曲率半径可介于12μm至14.5μm之间(12μm≦曲率半径≦14.5μm)或介于13μm至13.5μm之间(13μm≦曲率半径≦13.5μm)，但不限于此。
如图6所示，底面212具有第一部分P3及第二部分P4，第一部分P3相较于第二部分P4邻近于所对应的发光元件1。更具体地，第一部分P3位于第二部分P4与所对应的发光元件1之间。其中，第一部分P3的多个散射单元SC的密度可大于第二部分P4的多个散射单元SC的密度，但不限于此，如此，可提升背光模组的出光效率。第一部分P3的多个散射单元SC的密度可例如将第一部分P3取一单位面积下求其所含的散射单元SC所占的面积。相似的，第二部分P4的多个散射单元SC的密度可例如取相同的单位面积下的第二部分P4，并求出其所含的散射单元SC所占的面积。
图7A为根据本发明的一个实施例的背光模组的角度与亮度关系图。图7B为本发明的另一实施例的背光模组的角度与亮度关系图。其中，图7A使用的背光模组与图7B相似，除了第一反射元件不同。
在图7A的背光模组中，第一反射元件31(如图2或图3所示)可例如包括40重量％的二氧化钛，但不限于此。在图7B的背光模组中，第一反射元件31(如图2或图3所示)可例如包括20重量％的二氧化钛，但不限于此。将两个背光模组分别进行亮度对角度测试，结果如图7A和图7B所示。由结果发现，两种背光模组在半亮度(亮度为50％)时，视角皆可介于-90°至90°之间。亮度为100％时，图7A的背光模组的视角可介于-50°至50°之间。图7B的背光模组的视角可介于-45°至45°之间。因此，两种背光模组都可获得较为均匀的准直型光源，可提高背光模组的出光效率或改善光晕现象。
图8为根据本发明的一个实施例的背光模组的示意图。
如图8所示，本发明的背光模组可包括基板4，多个发光元件1及导光元件2设置在基板4上，多个发光元件1与基板4电性连接。在本实施例中，基板4可为电路板，例如印刷电路板(PCB,printed circuit board)、软性印刷电路板(FPC,flexible printed circuitboard)、其他合适电路板。
在本实施例中，如图8所示，背光模组还可包括光学膜片5，设置在发光元件1及导光元件2上。光学膜片5可为增亮膜(Brightness Enhancement Film)、扩散片(Diffusersheet)等光学膜、或其组合，但不限于此。此外，光学膜片5可包括多个光学膜，或将多个光学膜整合成一光学膜片组。
在本实施例中，背光模组还可包括反射层6，设置在基板4上，其中多个发光元件1及导光元件2可设置在反射层6上。反射层6可将发光元件1的光再次导入导光元件2，提高背光模组的出光效率。需注意的是，反射层6可例如包括多个开孔(图中未示出)，可使基板4上的多个导电垫被此些开孔所曝露出，而发光元件1的导电电极(图中未示出)可例如经由此些开孔与基板4上的多个导电垫彼此连接。在一些实施例中，反射层6的材料可包括金属(例如：银、铝)、塑胶材料(例如聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯)等，但不限于此。
如图8所示，背光模组还可包括胶框7及/或铁件8，基板4可例如设置在铁件8中，胶框7可用于支撑基板4，但不限于此。虽然图中未示出，在一些实施例中，基板4与铁件8之间及/或胶框7与铁件8之间可选择性包括黏着层，用于固定基板4与铁件8及/或胶框7与铁件8，但不限于此。在其他实施例中，基板4与铁件8之间及/或胶框7与铁件8之间可通过其他方式来固定。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：
基板；
多个发光元件，设置在该基板上；
导光元件，包括多个导光部，该多个导光部分别对应该多个发光元件设置，其中，该多个导光部分别具有第一穿孔，该多个导光部的该些第一穿孔分别暴露出该多个发光元件；以及
多个反射元件，分别设置在该多个发光元件上，其中，在该基板的法线方向上，该多个反射元件分别与该多个导光部的该些第一穿孔重叠。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该多个反射元件包括多个第一反射元件，且该些第一反射元件分别位于该多个导光部的该些第一穿孔中。
3.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该多个反射元件包括多个第二反射元件，且该些第二反射元件分别设置于该多个导光部上。
4.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该多个导光部分别具有出光面及底面，该底面与该出光面相对设置，该多个发光元件分别邻近该底面且远离该出光面设置，其中，该出光面包括多个平坦部及多个突出部，该多个平坦部与该多个突出部交替设置且相互连接。
5.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，该多个导光部的该出光面的该多个突出部分别环绕该多个发光元件中的所对应的发光元件。
6.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该多个导光部分别具有出光面及底面，该底面与该出光面相对设置，该多个导光部的该出光面分别远离所对应的发光元件，且该底面具有多个散射单元。
7.如权利要求6所述的背光模组，其特征在于，该底面具有第一部分及第二部分，该第一部分相较于该第二部分邻近于所对应的发光元件，其中，该第一部分的该多个散射单元的密度大于该第二部分的该多个散射单元的密度。
8.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该导光元件具有第二穿孔，且该第二穿孔位于该多个导光部的相邻两个该导光部之间。
9.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该导光元件具有连接部，该多个导光部的相邻两个该导光部通过该连接部连接。
10.如权利要求1所述的背光模组，还包括反射层，设置于该基板上，其中该多个发光元件和该导光元件设置于该反射层上。
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