TW202042414A - 背光裝置用面光源模組及其製作方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及反射部件形成為一體的顯示裝置的背光用LED模組及其製作方法。本發明的面光源模組包括：反射部件，在具有高反射率的板形成有規定間隔的多個光源孔；密封層，一邊密封光源孔，一邊澆鑄於反射部件的上部面，來與反射部件形成為一體；遮光部件，在與光源孔相對應的位置形成有反射圖案，並層壓於密封層的上部面；及光源部，在基板上以規定間隔安裝多個，並與反射部件的下部面相結合，使得光源密封於光源孔內的密封層，密封層通過對澆鑄的透明樹脂得到第一次固化後插入的光源進行密封，並重新得到第二次固化來形成。

Description

背光裝置用面光源模組及其製作方法
本發明關於顯示裝置，更詳細地，關於反射部件形成為一體的顯示裝置的背光用LED模組及其製作方法。
一般情況下，顯示裝置作為接收影像訊號來進行顯示的裝置，包括電視機(TV)或顯示器，而作為用於顯示影像的機構，正在利用液晶顯示裝置(LCD：Liquid Crystal Display Device)、有機發光裝置(OLED：Organic Light Emitting Display)、電漿顯示裝置(PDP：Plasma Display Panel)等多種裝置。
不同於其他顯示裝置，液晶顯示裝置(LCD)其本身無法進行發光，因而如果想要顯示高品質的圖像，就必須設置額外的外部光源。因此，液晶顯示裝置除了液晶板之外，還包括面光源的背光裝置，使得背光裝置向液晶面板均勻地供給高亮度的光源，從而體現優質的圖像。像這樣，背光裝置是指液晶顯示裝置之類的用於實現顯示裝置的圖像的表面照明裝置，並且，根據配置光源的位置，分為直接照明類型(Direct Lighting type)或邊緣照明類型(Edge Lighting type)背光裝置。作為背光裝置的光源，主要使用具有小型、低耗電、高可靠性等優點的發光二極體(Light Emitting Diode，以下稱之為“LED”)。
圖1為表示根據先前技術來製作的LED模組的剖視圖。
直接照明類型背光裝置的LED模組通過如下方法製作：以在基板11上形成空腔(cavity)14的方式形成澆鑄部13後，以壓模黏合(Die bonding)及引線鍵合(Wire bonding)方式在空腔14內的基板11上安裝LED元件12，並在空腔14內填充分散有螢光體的矽等樹脂，從而形成密封層15。密封層15起到保護LED元件12並改變波長的功能，而樹脂的填充適用點膠成型(Dispensing Molding)或絲網印刷(Screen Printing)。
這種製作方法由於可以同時對多個LED元件12澆鑄樹脂，因而具有有利於製作大面積的面光源模組的優點。
但是，先前技術的LED模組的製作方法通過在填充凝膠狀態的樹脂後，對此實施固化的過程來實現，而在樹脂得到固化的過程中，因在澆鑄部13的接觸面出現的表面張力而在密封層15的表面發生回流(reflow)15a。在密封層15的上部面發生的回流15a歪曲向外部射出的光特性，最終引起顯示裝置的畫質降低。
並且，LED 模組因印刷於基板11的電路11a而在基板11和澆鑄部13之間必然形成高度差。在先前技術的LED模組的製作方法中，在使凝膠狀態的樹脂之間固化為固體狀態的過程中，因流入空氣而容易在高度差部分產生氣泡15b。在密封層15的內部產生的氣泡15b使LED模組的耐久性變弱，在密封層15的內部引起光損耗，並歪曲從密封層15射出的光特性。因此，存在還要進行用於去除氣泡15b的脫泡製程的問題。
並且，在先前技術的LED模組中，LED元件12安裝於澆鑄部13之間的空腔14內，從LED元件12射出的光無法容易地向側面擴散而向上側集中，從而具有安裝有LED元件的位置及其之間的空間中出現大的亮度偏差的問題。
[先前技術文獻]
[專利文獻] 韓國公開專利10-2012-0086142號(2012年08月02日申請公開，LED封裝件的製作方法)。
[發明所要解決的問題]
本發明的目的在於，提供可在基板上與LED元件一同設置反射部件來呈現出高的亮度，並可以使亮度偏差最小化來呈現出均勻的亮度的面光源模組及其製作方法。
並且，本發明的目的在於，提供對LED元件進行密封的密封層具有均勻的出光面，並防止在內部形成氣泡，從而可以呈現出優異的光特性的面光源模組及其製作方法。
[用以解決問題的手段]
用於實現如上所述的目的的本實施例的面光源模組包括：反射部件，在具有高反射率的板形成有規定間隔的多個光源孔；密封層，一邊密封上述光源孔，一邊澆鑄於反射部件的上部面，來與上述反射部件形成為一體；遮光部件，在與上述光源孔相對應的位置形成有反射圖案，並層壓於上述密封層的上部面；以及光源部，在基板上以規定間隔安裝多個，並與上述反射部件的下部面相結合，使得上述光源密封於上述光源孔內的上述密封層，上述密封層通過對澆鑄的透明樹脂得到第一次固化後插入的上述光源進行密封，並重新得到第二次固化來形成。
其中，上述反射部件可以包括：第一反射面，形成於上述光源孔的側面，並呈凸出的曲面形狀；以及第二反射面，在與上述第一反射面相連接的上述反射部件的上部面呈平面形狀。
並且，在上述第一反射面的最下端部，曲面的切線傾斜度相對於垂直方向可形成45°至60°。
並且，上述光源和上述反射圖案可一對一對應，並能夠以垂直中心軸相一致的方式得到配置。
並且，本實施例的面光源模組還可以包括擴散部件，上述擴散部件結合於上述密封層和上述遮光部件之間。
並且，上述密封層可形成於上述光源孔，並具有與上述第二反射面相同的高度。
而且，用於實現如上所述的目的的本實施例的面光源模組的製作方法包括：在具有高反射率的板形成以規定間隔隔開的多個光源孔來製作反射部件，步驟(a)，在包括上述光源孔的上述反射部件的上部面澆鑄透明樹脂來形成密封層；步驟(b)，對上述密封層進行第一次固化；在基板上與上述光源孔相對應的位置安裝多個光源來製作光源部，步驟(c)，上述光源部與上述反射部件的下部面相結合，使得上述光源部被密封於得到第一次澆鑄的上述光源孔的內部的上述密封層；步驟(d)，對上述密封層進行第二次固化。
並且，上述面光源模組的製作方法還可以包括步驟(e)，在上述步驟(e)中，在上述密封層的上部面對形成有反射圖案的遮光部件進行層壓。
並且，面光源模組的製作方法還可以包括步驟(f)，在上述步驟(f)中，在上述密封層的上部面結合擴散部件，上述遮光部件可層壓於上述擴散部件的上部面。
並且，上述光源孔的側面可呈凸出的曲面形狀，且上述光源孔可以與上述板的上部面相連接。
並且，在上述步驟(b)的第一次固化中，以防止凝膠狀的上述透明樹脂具有流動性的方式進行固化。
[發明功效]
本發明在基板上具有反射部件，從而呈現出高的亮度，並且，反射部件具有曲面的反射面，從而具有提高光均勻度的效果。
並且，本發明在對密封層進行固化的過程中不會生成回流和氣泡，從而可以呈現出均勻且優異的光特性。
本發明及通過實施本發明來實現的技術問題將通過以下所述的多個較佳的實施例來變得明確。參照以下所附的圖式來詳細觀察本發明的較佳的實施例。
後述的本實施例的差異應被理解為互不排斥的事項。即，需要理解的是，在不脫離本發明的技術思想及範圍的情況下，所記載的特徵形狀、結構及特性可以涉及一實施例來體現為其他實施例，各個所公開的實施例內的個別結構要素的位置或配置可以發生變更，並且，在圖式中，類似的元件符號在多個方面指稱相同或類似的功能，長度、面積、厚度等以及其形態可以為了便於說明而以誇張的方式表達。
圖2為表示本發明的實施例的LED模組的分解立體圖，圖3為表示圖2的主要部分的I-I方向的剖視圖，圖4為表示作為圖3的主要部分的反射部件的側面反射部的A部分的放大圖，圖5為表示作為圖2的主要部分的反射部件的光射出特性的剖視圖。
如這些圖式所示，本實施例的LED模組包括：光源部100，在基板110上安裝有多個LED元件120；反射部件200，具有用於露出LED元件120的光源孔210，並與基板110相結合；密封層300，填充於反射部件200的光源孔210；以及遮光部件400，與密封層300的上部面相結合。
具體觀察如下，構成光源部100的基板110作為安裝LED元件120來向LED元件120施加電源及控制訊號的結構，可以由印刷電路板(PCB)或柔性印刷電路板(FPCB)構成。並且，LED元件120作為LED模組的光源，以壓模黏合及引線鍵合方式安裝於基板110，並實現電連接。LED元件120形成規定的間隔，並向橫向、豎向及任意方向安裝多個。LED元件120可以由朝向上側發光的頂視圖(top view)方式的元件或包括上側出光面的多面發光元件構成。
反射部件200一邊使LED元件120露出，一邊與基板110的上部面相結合，並擴散及反射從LED元件120射出的光。用於此的反射部件200由具有高反射率的薄片或板構成，並在與各LED元件120相對應的位置形成多個光源孔210。其中，高反射率是指通常可以在面光源裝置中用作反射材料的具有優異反射率的程度。反射部件200具有形成於光源孔210的第一反射面220和形成於反射部件200的上部面的第二反射面230。
第一反射面220作為光源孔210的側面，在本實施例中，呈凸出的曲面形狀。即，相對於反射部件200的厚度方向，光源孔210的下端部的直徑相對變窄，並且，越靠近上側，直徑越增加。
第一反射面220呈凸出的曲面形狀，從而在形成密封層300的樹脂得到固化時，緩解表面張力。因此，在第一反射面220中，不會在樹脂固化過程中發生回流(參照圖1的15a)，從而可以提高密封層300的厚度的均勻度和上部面的扁平度。
並且，第一反射面220向第二反射面230的上部擴散從LED元件120射出的光。即，第一反射面220向第二反射面230的上部分散可以集中於LED元件120的上部的光，從而提高光均勻度。
參照圖5具體觀察光行進路徑如下，如圖5的(a)部分，在第一反射面220垂直的情況下，從LED元件120向斜線方向射出的光L1在第一反射面220得到反射，並重新在LED元件120的上部集光。但如圖5的(b)部分，在第一反射面220形成凸出的曲面的傾斜的情況下，從LED元件120向斜線方向射出的光L2在第一反射面220得到反射，並向第二反射面230的上部分散。因此，呈現出通過曲面形狀的第一反射面220來分散光的效果。
此時，第一反射面220應呈切線具有規定的傾斜度的曲面形狀，而在本實施例中，從下端部越靠近上側，切線方向的傾斜越減少。參照圖4，在第一反射面220中，以垂直方向為基準，最下端部的切線方向的傾斜θ形成45˚至60˚。在第一反射面220的切線傾斜θ小於45˚的情況下，在樹脂固化過程中顯著降低緩解表面張力的效果，在第一反射面220的切線傾斜θ大於60˚的情況下，無法控制從LED元件120向斜線方向射出的光，從而使光均勻度的改善效果減少至小於50%。
第二反射面230形成於反射部件200的上部面，從而向上側反射分步於反射部件200和遮光部件400之間的光，由此提高LED模組的亮度。第二反射面230從第一反射面220延伸，並構成平面形狀的反射面。
密封層300澆鑄於包括光源孔210的反射部件200的上部面來保護LED元件120，並起到擴散從LED元件120射出的光的功能。用於此的密封層300可以由高透明度的樹脂材質構成，作為一例，可以由包含PS、PC、PMMA、PE、PET、PP、MMA-styrene中的一種以上的透明材料構成，只要是具有高透明度的材料，其種類不受限制。
密封層300可以從包括光源孔210的內部的第二反射面230形成至規定間隔的高度。因此，從LED元件120射出的光在第二反射面230的上部的密封層300區域得到充分擴散，從而可以提高光均勻度。可在密封層300分散有用於光擴散的光散射材料，並且，根據LED元件120的種類，還可以分散有用於改變從LED元件120射出的光的波長的螢光體。
密封層300可以由凝膠狀的透明樹脂通過點膠成型(Dispensing Molding)等製程來得到澆鑄後固化而成。尤其，本實施例的密封層300通過在反射部件200澆鑄透明樹脂，並在以第一次固化過程(假固化)去除樹脂的流動性的狀態下，與光源部100相結合，之後重新實現第二次固化(本固化)來形成。因此，本實施例的密封層300在去除樹脂的流動性的狀態下，與基板110相結合，因此，即使是在形成高度差的基板110的電極部分，也不會產生氣泡(參照圖1的15b)
遮光部件400控制向LED元件120的垂直上部射出的光的行進方向，來防止熱點，從而提高光均勻度。這種遮光部件400可以由具有高透明度的薄片或膜構成，並具有用於發射LED元件120的光的反射圖案410。遮光部件400層壓於密封層300的上部面，並實現結合。此時，反射圖案410與各LED元件120以1：1的比例對應，並在與垂直中心軸相一致的位置形成於遮光部件400的某一面。
如上所述的本實施例的LED模組在收容LED元件120的光源孔210形成有曲面形狀的第一反射面220，從而向LED元件120之間的第二反射面230的上部分散集中於LED元件120的上部的光，由此可以提高光均勻度。並且，本實施例的LED模組在第一反射面220和第二反射面230的連接部緩解表面張力，因此，因不會在形成密封層300時發生回流而能夠呈現出優異的光特性。並且，在本實施例的LED模組中，澆鑄於反射部件200的密封層300得到第一次固化後，與基板110相結合來實現第二次固化，從而不會在基板110和密封層300之間產生氣泡而能夠提高耐久性和光特性。
圖6為表示製作本發明的實施例的LED模組的過程的製程圖。
參照圖6，在形成有光源孔210的反射部件200以規定的高度澆鑄透明樹脂來形成密封層300，並對透明樹脂進行第一次固化。此時，可通過點膠成型或絲網印刷製程等進行透明樹脂的澆鑄。並且，在進行第一次固化的過程中，利用固化器來以去除流動性的程度固化凝膠狀的透明樹脂。
在澆鑄製程之前通過額外的製程來製作反射部件200，而形成光源孔210的側面具有曲面形狀的第一反射面220。因此，在對透明樹脂進行固化的過程中不會發生回流。
而且，在通過第一次固化來形成的密封層300上層壓通過額外的製程來製作的遮光部件400來實現附著。遮光部件400應以各反射圖案410與光源孔210的垂直中心軸相一致的方式得到層壓。
在遮光部件400得到層壓後，在基板110安裝有LED元件120的光源部100與形成有密封層300的反射部件200相結合。此時，LED元件120位於光源孔210的中心，使得垂直中心軸與反射圖案410相一致。由於在密封層300得到第一次固化的狀態下結合光源部100，因此，在固化過程中不會在基板110和密封層300之間產生氣泡。在光源部100和反射部件200相貼合後，對實現第一次固化的密封層300進行第二次固化，從而完全實現固化。
在本實施例的LED模組的製作過程中，對遮光部件400進行層壓的步驟例示了在貼合光源部100之前實現的結構，但也可以由光源部100首先與反射部件200的下部面相結合，之後由遮光部件400層壓於密封層300的上部面的結構。
圖7為表示本發明的另一實施例的LED模組的剖視圖。
參照附圖，在本實施例的LED模組中，密封層300僅形成於光源孔210的內部。即，密封層300的高度與第二反射面230相同。因此，為了確保從LED元件120射出的光得到充分擴散的空間，在密封層300的上部面，即，在反射部件200的上部面還結合有擴散部件500。擴散部件500由規定厚度的透明樹脂材料構成，作為一例，可以利用PC、PS、PMMA等透明板。
並且，可以在擴散部件500的上部面層壓具有反射圖案410的遮光部件400。反射圖案410可直接形成於擴散部件500的上部面，在這種情況下，可以不會層壓額外的遮光部件400。
如上所述，雖然示出本發明的例示性的實施例進行了說明，但本發明所屬技術領域的普通技術人員可以實施多種變形和其他實施例。這種變形和其他實施例均被發明要求保護範圍所考慮和包含，從而視為不脫離本發明的真正的宗旨和範圍。
11:基板 11a:電路 12:LED元件 13:澆鑄部 14:空腔 15:密封層 15a:回流 15b:氣泡 100:光源部 110:基板 120:LED元件 200:反射部件 210:光源孔 220:第一反射面 230:第二反射面 300:密封層 400:遮光部件 410:反射圖案 500:擴散部件
圖1為表示根據先前技術來製作的LED模組的剖視圖。
圖2為表示本發明的實施例的LED模組的分解立體圖。
圖3為表示圖2的主要部分的I-I方向的剖視圖。
圖4為表示作為圖3的主要部分的反射部件的側面反射部的放大圖。
圖5為表示作為圖2的主要部分的反射部件的光射出特性的剖視圖。
圖6為表示製作本發明的實施例的LED模組的過程的製程圖。
圖7為表示本發明的另一實施例的LED模組的剖視圖。
100:光源部
110:基板
120:LED元件
200:反射部件
210:光源孔
220:第一反射面
230:第二反射面
300:密封層
400:遮光部件
410:反射圖案

Claims (11)

  1. 一種背光裝置用面光源模組，包括： 反射部件，在具有高反射率的板形成有規定間隔的多個光源孔； 密封層，一邊密封所述光源孔，一邊澆鑄於反射部件的上部面，來與所述反射部件形成為一體； 遮光部件，在與所述光源孔相對應的位置形成有反射圖案，並層壓於所述密封層的上部面；以及 光源部，在基板上以規定間隔安裝多個，並與所述反射部件的下部面相結合，使得所述光源密封於所述光源孔內的所述密封層； 所述密封層通過對澆鑄的透明樹脂得到第一次固化後插入的所述光源進行密封，並重新得到第二次固化來形成。
  2. 如請求項1所述之背光裝置用面光源模組，其中，所述反射部件包括： 第一反射面，形成於所述光源孔的側面，並呈凸出的曲面形狀；以及 第二反射面，在與所述第一反射面相連接的所述反射部件的上部面呈平面形狀。
  3. 如請求項2所述之背光裝置用面光源模組，其中，在所述第一反射面的最下端部，曲面的切線傾斜度相對於垂直方向形成45°至60°。
  4. 如請求項1所述之背光裝置用面光源模組，其中，所述光源和所述反射圖案一對一對應，並以垂直中心軸相一致的方式得到配置。
  5. 如請求項1所述之背光裝置用面光源模組，其進一步包括擴散部件，所述擴散部件結合於所述密封層和所述遮光部件之間。
  6. 如請求項5所述之背光裝置用面光源模組，其中，所述密封層形成於所述光源孔，並具有與所述第二反射面相同的高度。
  7. 一種背光裝置用面光源模組的製作方法，包括以下步驟： 在具有高反射率的板形成以規定間隔隔開的多個光源孔來製作反射部件； 步驟(a)，在包括所述光源孔的所述反射部件的上部面澆鑄透明樹脂來形成密封層； 步驟(b)，對所述密封層進行第一次固化； 在基板上與所述光源孔相對應的位置安裝多個光源來製作光源部； 步驟(c)，所述光源部與所述反射部件的下部面相結合，使得所述光源部被密封於得到第一次澆鑄的所述光源孔的內部的所述密封層；以及 步驟(d)，對所述密封層進行第二次固化。
  8. 如請求項7所述之背光裝置用面光源模組的製作方法，其進一步包括步驟(e)，在所述步驟(e)中，在所述密封層的上部面對形成有反射圖案的遮光部件進行層壓。
  9. 如請求項8所述之背光裝置用面光源模組的製作方法，其進一步包括步驟(f)，在所述步驟(f)中，在所述密封層的上部面結合擴散部件； 所述遮光部件層壓於所述擴散部件的上部面。
  10. 如請求項7所述之背光裝置用面光源模組的製作方法，其中，所述光源孔的側面呈凸出的曲面形狀，且所述光源孔與所述板的上部面相連接。
  11. 如請求項7所述之背光裝置用面光源模組的製作方法，其中，在所述步驟(b)的第一次固化中，以防止凝膠狀的所述透明樹脂具有流動性的方式進行固化。
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