TWI434107B - 背光模組及其組裝方法 - Google Patents

Description

背光模組及其組裝方法

本發明係關於一種背光模組及其組裝方法。

背光模組(backlight module)係將點光源或線光源發出的光線，通過光學結構的設計而成為一面光源的光學模組。而背光模組的應用領域除了液晶顯示裝置之外，還能作為發光鍵盤的背光源，以及廣告燈箱等等。隨著產品愈來愈傾向輕薄的趨勢，背光模組的輕薄化設計，也逐漸成為一個重要的議題。

以液晶顯示裝置的背光模組為例，依據不同光源設置的位置，背光模組可分為直下式(direct type)以及側光式(edge light type)兩種。請參照圖1所示，一種習知的側光式背光模組1係包含一導光板11、一發光單元12、二擴散片(diffusing sheet)13、一稜鏡片(prism sheet)14、一反射片15及一膠框16。具有發光二極體的發光單元12係設置於導光板11之一側邊，二擴散片13係設置於導光板11之一出光面111，稜鏡片14係設置於擴散片13之上，反射片15則鄰設於導光板11與出光面111相對之一底面。其中，導光板11、擴散片13、稜鏡片14及反射片15皆以膠框16來固定。

當發光單元12所發出之光線射入導光板11後，大部分光線會在導光板11之出光面111及底面之間產生全反射，並經由導光板11底面之網點(圖未顯示)破壞全反射而由出光面111散射出去。射出導光板11的光線經過擴散片13及稜鏡片14後，可得到良好的光學特性，進而提供一均勻的面光源至一液晶顯示面板。

習知之背光模組1利用膠框16來固定導光板11及其他光學膜片，還可防止光線由導光板11的側面射出，甚至產生漏光現象。然而，隨著背光模組1逐漸朝向輕薄之方向發展，利用射出成型製造出的膠框16則變得愈來愈不易設計製造，而較薄的膠框16也容易在製造或組裝過程中斷裂或損壞，導致背光模組1的組裝良率下降。

因此，如何提供一種背光模組及其組裝方法，能夠防止或減少導光板的側邊漏光，並同時有利輕薄化設計，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種能夠防止或減少導光板的側邊漏光，並同時有利輕薄化設計之背光模組及其組裝方法。

為達上述目的，依據本發明之一種背光模組包括一導光板、一發光單元以及一膜材單元。導光板具有一出光面、一與該出光面相對之底面以及一側面，該側面係連結該出光面與該底面之至少一。發光單元所發射之光線係進入導光板。膜材單元之尺寸大於導光板之尺寸，導光板容置於膜材單元內，膜材單元具有至少一遮光部，遮光部係遮蔽導光板之側面，膜材單元包含相連結之一第一膜材及一第二膜材。

在一實施例中，第一膜材係鄰設於出光面，第二膜材係鄰設於底面。其中，第一膜材及第二膜材可藉由一黏著物質而連結。

在一實施例中，遮光部係可位於第一膜材或第二膜材、或位於第一膜材及第二膜材。

在一實施例中，膜材單元之遮光部係遮蔽導光板之側面。

在一實施例中，膜材單元之遮光部係更遮蔽導光板之底面。

在一實施例中，膜材單元之遮光部係更遮蔽導光板之部分出光面。

在一實施例中，膜材單元具有至少一開口，開口係對應於出光面之複數微結構。

在一實施例中，第一膜材或第二膜材為一吸光膜材。其中，吸光膜材更具有一反射層，反射層位於吸光膜材接觸導光板之一內表面。

在一實施例中，第一膜材或第二膜材為一透光膜材，遮光部係為一吸光層。其中，第一膜材或第二膜材更具有一反射層，反射層與吸光層位於透光膜材的同一側，且反射層較接近導光板。或者，第一膜材或第二膜材更具有一反射層，反射層與吸光層位於透光膜材的不同側，且反射層較接近導光板。

在一實施例中，第一膜材或第二膜材係為一反光膜材，遮光部係為一吸光層。

在一實施例中，背光模組更包括一反射片，其係容置於膜材單元內並鄰設於導光板之底面。

為達上述目的，依據本發明之一種背光模組之組裝方法包括：設置至少一發光單元，使其發出之光線進入一導光板，導光板具有一出光面、一與該出光面相對之底面以及一側面，該側面係連結該出光面與該底面之至少一；連接一第一膜材以及一第二膜材以形成一膜材單元；以及容置導光板於膜材單元內，膜材單元具有一遮光部，遮光部係遮蔽導光板之側面。

在一實施例中，膜材單元之尺寸係大於導光板之尺寸。

在一實施例中，組裝方法更包括：容置一反射片於膜材單元內，並鄰設於導光板之底面。

在一實施例中，組裝方法更包括形成複數開孔於膜材單元，並對應導光板於出光面之複數微結構。

承上所述，本發明之背光模組及其組裝方法係將導光板置於膜材單元內，並藉由膜材單元之遮光部來遮蔽導光板之一側面，因而避免光線從導光板之側面射出，以達到防止背光模組側面漏光之功效。與習知相較，本發明之模材單元可取代習知背光模組之膠框，有助於背光模組的薄型化，但不會有膠框的缺點，進而能使背光模組的組裝良率得以提升。此外，本發明之膜材單元係利用至少二膜材相連而成，可提升製程速度並降低成本，且可依不同的產品設計作對應的形狀設計。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種背光模組及其組裝方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

圖2A為本發明第一實施例之背光模組2的分解示意圖，圖2B為本發明第一實施例之背光模組2的示意圖。如圖2A及圖2B所示，背光模組2包括一導光板21、一發光單元22及一膜材單元23。其中，背光模組2可應用於發光鍵盤、液晶顯示裝置、指示看板或是廣告燈箱，於此，係先以應用於發光鍵盤的背光模組2為例。

導光板21具有一出光面211、與出光面211相對之一底面212以及一側面213，側面213位於出光面211與底面212之間並連結出光面211與底面212之至少一。其中，導光板21的底面212可具有複數印刷網點(圖未顯示)，當光線射入導光板21後，藉由全反射而傳遞至整個導光板21，當光線射至印刷網點時，則產生散射而破壞全反射，使得光線由導光板21的出光面211射出。一般而言，導光板21常用的材質為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、或聚苯乙烯(PS)。

發光單元22用以提供光線照射進入導光板21，光線在導光板21中以全反射方式導引傳遞。其中，發光單元22可例如但不限於包含至少一發光二極體、一螢光燈管或一紫外光燈管。於此，背光模組2係以側光式的背光模組2為例說明，而具有發光二極體之發光單元22係位於導光板21之一入光面，且可位於導光板21的長邊或短邊。當然，當背光模組2為直下式背光模組時，發光二極體則可鄰設於導光板21的底面212，且由底面212入光。

膜材單元23之尺寸大於導光板21之尺寸，並包含相連結之一第一膜材231及一第二膜材232。當然，在其他實施例中，膜材單元23可包含三個以上之膜材，於此係以膜材單元23係由兩膜材231、232相連結而成作為例子。於此，第一膜材231鄰設於出光面211，第二膜材232鄰設於底面212，且第一膜材231與第二膜材232係藉由一黏著物質(圖未顯示)而連結，黏著物質可塗設於第一膜材231與第二膜材232中沒有設置發光單元22之三個邊而將二者黏合，並使膜材單元23形成一容置空間以容置導光板21。黏著物質可例如是黏膠或雙面膠帶。另外，在本實施例中，第一膜材231與第二膜材232相黏時係產生一連結部C，表示第一膜材231與第二膜材232的重疊部。

膜材單元23具有至少一遮光部233，遮光部233係遮蔽導光板21之一側面213。遮光部233可位於第一膜材231及或第二膜材232，於此，係以遮光部233位於第一膜材231與第二膜材232為例。在本實施例中，第一膜材231僅有在其邊緣具有遮光部233，而第一膜材231除了遮光部233之外，其餘的部分為可透光，例如是設置透光部或開口而造成透光效果。在製造上，第一膜材231可為整片皆為透光膜材，而其邊緣係例如塗上黑色或深色顏料作為遮光部233，當然亦可用其他方式來形成遮光部233，例如像是印刷、噴塗、黏合、沉積、或電鍍等方式。第二膜材232則整片皆是遮光部233，例如由黑色或深色材質製成的吸光膜材。

在本實施例中，當第一膜材231與第二膜材232連結而形成膜材單元23之後，遮光部233可遮蔽導光板21之側面213。另外，在本實施例中，遮光部233更遮蔽導光板21之底面212與部分出光面211。

圖3為本發明第二實施例之一種背光模組2的分解示意圖，其中與第一實施例主要不同在於，背光模組2更包含一反射片24，其係容置於膜材單元23內並位於導光板21之底面212。反射片24可將從導光板21底面212漏出的光線反射回導光板21中，以增加光線的使用效率。

圖4A為本發明第三實施例之一種背光模組3的組合示意圖，圖4B為其分解示意圖，其中第一膜材331與第二膜材332已相黏而成為膜材單元33，且發光單元32與導光板31皆容置於膜材單元3內。另外，第一膜材331與第二膜材332疊合而形成的連結部C係位於膜材單元33內。當然，若第一膜材331與第二膜材332連結而沒有重疊的部分時，例如直接用膠帶來連結第一膜材331與第二膜材332，則不會產生如圖2B或圖4所示之連結部C。

在本實施例中，膜材單元33具有至少一開口，且開口係對應於出光面311，於此係以膜材單元33具有複數開口334為例，且開口334對應於出光面311之複數微結構M。光線經由微結構M散射後，再由開口334射出，並可分別對應入射至鍵盤的按鍵。膜材單元33具有遮光部333，其係遮蔽發光單元32、導光板31之側面、底面與部分出光面311，僅藉由開口334露出部分導光板31之出光面311。在製造上，除了用開口來達到透光目的之外，亦可使膜材單元33之第一膜材331為透光材質製成，而在遮光部333之位置形成遮光材料以產生遮光部333。

在本發明中，膜材單元可有多種變化態樣，以下係利用圖2A及圖2B所示之背光模組2來舉例說明。圖5A至圖5D為背光模組2搭配不同膜材單元的變化態樣，並為依據圖2B之A-A線段方向的剖面示意圖。以下請一併參閱圖5A~5D及圖2B。

請參照圖5A所示，背光模組2a包含一導光板21、一發光單元22及一膜材單元23a。導光板21包含出光面211、底面212及側面213。膜材單元23a係包含一第一膜材231a與一第二膜材232a，二者相黏合並形成一連結部C。

其中，第一膜材231a或第二膜材232a為一吸光膜材，例如為摻雜有黑色或深色顏料的膜材，於此係以第一膜材231a與第二膜材232a皆為吸光膜材為例，亦即第一膜材231a與第二膜材232a皆為遮光部。又，此吸光膜材更具有一反射層235a，反射層235位於吸光膜材接觸導光板21之一內表面。反射層235a可例如但不限於為白色塗層或金屬反射層，且反射層235a可以印刷、噴塗、黏合、沉積、或電鍍等方式形成於膜材單元23上。藉由反射層235的設置可提升導光板21之光線利用率，而吸光膜材除了可隔絕導光板21之漏光，還可以遮蔽穿透反射層235a的光線，以減少背光模組2a由出光面211之外的漏光現象。需注意的是，本實施例中，反射層235a係設置於第一膜材231a與第二膜材232a面對導光板21之一側，當然，反射層235a也可只設置於第一膜材231a或第二膜材232a面對導光板21之一側。

請參照圖5B所示，背光模組2b包含一導光板21、一發光單元22及一膜材單元23b。導光板21包含出光面211、底面212及側面213。膜材單元23b係包含一第一膜材231b與一第二膜材232b，二者相黏合並形成一連結部C。

其中，第一膜材231b或第二膜材232b可為一透光膜材，遮光部233b係為一吸光層，於此，第一膜材231b為透光膜材，遮光部233b設置於第一膜材231b上並可吸光，第二膜材232b為吸光膜材。故對第二膜材232b而言，第二膜材232b皆為遮光部。此外，第一膜材231b更具有一反射層235b，反射層235b與吸光層(遮光部233b)位於透光膜材(第一膜材231b)的同一側，且反射層235b較接近導光板21。

另外，圖5C所示之背光模組2c與背光模組2b類似，主要差異在於，膜材單元23c之反射層235c與吸光層(遮光部233c)位於透光膜材(第一膜材231)的不同側，且反射層235c較接近導光板21。

請參照圖5D所示，背光模組2d包含一導光板21、一發光單元22及一膜材單元23d。導光板21包含出光面211、底面212及側面213。膜材單元23d係包含一第一膜材231d與一第二膜材232d，二者相黏合並形成一連結部C。

其中，第一膜材231d或第二膜材232d係為一反光膜材，例如為摻雜有白色或淺色顏料的膜材，遮光部233d係為一吸光層，於此係以第一膜材231d與第二膜材232d皆為反光膜材，且遮光部233d位於第一膜材231d與第二膜材232d的外表面的邊緣為例。漏出導光板21之光線先被反光膜材(第一膜材231d及第二膜材232d)至少部分反射，而仍穿過反光膜材之光線，則被設置於外表面緣的遮光部233d吸收，進而可達到遮光的效果。

本發明亦揭露應用上述背光模組之鍵盤及液晶顯示裝置，其中，圖6為本發明第三實施例之背光模組3應用於一鍵盤6時的分解示意圖。鍵盤6包括一按鍵部65、一背光模組3，背光模組3係與第三實施例中之背光模組3相同，包括一導光板31、一發光單元32、一膜材單元33、一反射片34及一電路板35。電路板35係與發光單元32電性連接。其中，按鍵部65可為可透光的材質，而膜材單元33的複數開口334係對應於按鍵部65上的複數按鍵651，以使光線可由按鍵651處透出，而形成發光的鍵盤6。此外，鍵盤6中之背光模組3當然也可以利用背光模組2來取代。

如圖7所示，其為本發明第二實施例之背光模組2應用於液晶顯示裝置7時的分解示意圖。液晶顯示裝置7包括一液晶顯示面板77及背光模組2，背光模組2除了與圖3的背光模組2具有同樣的導光板21、發光單元22、膜材單元23及反射片24以外，背光模組2還包括了二擴散片28及一稜鏡片29等光學膜片。由導光板21射出的光線穿過膜材單元23之透光部之後，再經過擴散片28及稜鏡片29後，其光線的亮度分布更加均勻，且正面亮度也能有效地提升，最後由背光模組2射出之光線則可提供一均勻的面光源，以供液晶顯示面板77呈像使用。

另外，上述實施例之發光單元22皆鄰設於導光板21之一側，然而本發明之發光單元22尚可設置於其他位置，例如，圖8為發光單元42與導光板41的示意圖，發光單元42亦可埋設於導光板41內，可提高發光單元42的光線使用率。

圖9為本發明較佳實施例之一種背光模組之組裝方法的流程圖，組裝方法包括：設置至少一發光單元，使其所發射之光線進入一導光板(步驟S01)；連接一第一膜材與一第二膜材膜材以形成一膜材單元(步驟S02)；以及容置導光板於膜材單元內，膜材單元具有一遮光部，遮光部係遮蔽導光板之一側面(步驟S03)。另外，組裝方法可更包括：容置一反射片於膜材單元內，並位於導光板之底面。組裝方法可更包括：形成複數開孔於膜材單元，並對應導光板於出光面之複數微結構。由於背光模組之組裝方法已一併於上述背光模組之實施例詳述，故於此不再贅述。

綜上所述，本發明之背光模組及其組裝方法係將導光板置於膜材單元內，並藉由膜材單元之遮光部來遮蔽導光板之一側面，因而避免光線從導光板之側面射出，以達到防止背光模組側面漏光之功效。與習知相較，本發明之模材單元可取代習知背光模組之膠框，有助於背光模組的薄型化，但不會有膠框的缺點，進而能使背光模組的組裝良率得以提升。此外，本發明之膜材單元係利用至少二膜材相連而成，可提升製程速度並降低成本，且可依不同的產品設計作對應的形狀設計。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1．．．側光式背光模組

11．．．導光板

111．．．出光面

12．．．發光單元

13．．．擴散片

14．．．稜鏡片

15．．．反射片

16．．．膠框

2、2a～2d、3．．．背光模組

21、31、41．．．導光板

211．．．出光面

212．．．底面

213．．．側面

22、32、42．．．發光單元

23、23a～23d、33．．．膜材單元

231、231a～231d、331．．．第一膜材

232、232a～232d、332．．．第二膜材

233、233b～233d、333．．．遮光部

235、235a～235c．．．反射層

24．．．反射片

28．．．擴散片

29．．．稜鏡片

311．．．出光面

334．．．開口

35．．．電路板

414．．．凹槽

6．．．鍵盤

65．．．按鍵部

651．．．按鍵

7．．．液晶顯示裝置

77．．．液晶顯示面板

C．．．連結部

M．．．微結構

S01～S03．．．組裝方法之步驟

圖1為一種習知之背光模組的示意圖；

圖2A為本發明第一實施例之背光模組的分解示意圖；

圖2B為本發明第一實施例之背光模組的示意圖；

圖3為本發明第二實施例之一種背光模組的分解示意圖；

圖4A及圖4B為本發明第三實施例之一種背光模組的示意圖；

圖5A至圖5D為背光模組不同變化態樣的剖面示意圖；

圖6為本發明之一實施例之背光模組應用於鍵盤時的分解示意圖；

圖7為本發明之一實施例之背光模組應用於液晶顯示器時的分解示意圖；

圖8為本發明之一種發光單元與導光板的側視示意圖；以及

圖9為本發明較佳實施例之一種背光模組之組裝方法的流程圖。

2．．．背光模組

21．．．導光板

211．．．出光面

212．．．底面

213．．．側面

22．．．發光單元

231．．．第一膜材

232．．．第二膜材

233．．．遮光部

Claims (16)

1. 一種背光模組，包括：一導光板，具有一出光面、一與該出光面相對之底面以及一側面，該側面係連結該出光面與該底面；一發光單元，其所發射之光線係進入該導光板；以及一膜材單元，其尺寸大於該導光板之尺寸，該導光板容置於該膜材單元內，該膜材單元具有至少一遮光部，該遮光部係遮蔽該導光板之該側面，該膜材單元包含相連結之一第一膜材及一第二膜材，其中該第二膜材鄰設於該底面，包覆並遮蔽至少部分該底面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一膜材係鄰設於該出光面，包覆並遮蔽至少部分該出光面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一膜材及該第二膜材係藉由一黏著物質而連結。
4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該遮光部係位於該第一膜材及該第二膜材。
5. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該膜材單元具有至少一開口，該開口係對應於該出光面之複數微結構。
6. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一膜材或該第二膜材為一吸光膜材。
7. 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中該吸光 膜材更具有一反射層，該反射層位於該吸光膜材接觸該導光板之一內表面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一膜材或該第二膜材為一透光膜材，該遮光部係為一吸光層。
9. 如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中該第一膜材或該第二膜材更具有一反射層，該反射層與該吸光層位於該透光膜材的同一側，且該反射層較接近該導光板。
10. 如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中該第一膜材或該第二膜材更具有一反射層，該反射層與該吸光層位於該透光膜材的不同側，且該反射層較接近該導光板。
11. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一膜材或該第二膜材係為一反光膜材，該遮光部係為一吸光層。
12. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括：一反射片，容置於該膜材單元內並鄰設於該導光板之該底面。
13. 一種背光模組之組裝方法，包括：設置至少一發光單元，使其所發射之光線進入一導光板，該導光板具有一出光面、一與該出光面相對之底面以及一側面，該側面係連結該出光面與該底面； 連接一第一膜材及一第二膜材以形成一膜材單元；以及容置該導光板於該膜材單元內，使該第二膜材鄰設該底面，包覆並遮蔽至少部分該底面，且該膜材單元具有一遮光部，該遮光部係遮蔽該導光板之該側面。
14. 如申請專利範圍第13項所述之組裝方法，其中該膜材單元之尺寸大於該導光板之尺寸。
15. 如申請專利範圍第13項所述之組裝方法，更包括：容置一反射片於該膜材單元內，並鄰設於該導光板之該底面。
16. 如申請專利範圍第13項所述之組裝方法，更包括：形成複數開孔於該膜材單元，並對應該導光板於該出光面之複數微結構。