TWI451168B - 背光結構及其製造方法 - Google Patents

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Description

背光結構及其製造方法
本發明是關於一種背光結構及其製造方法；具體而言，本發明是關於一種具有反射罩的背光結構及其製造方法，藉由反射罩以及光學膜貼合玻璃導光板的設計來同時對導光板的入光側與發光模組之間的漏光以及光學膜的捲曲變形進行改善，以提高光能利用率。
由於液晶顯示器中的液晶分子本身並不會發光，因此需要外加光源來達成液晶顯示器的顯示功能。一般的作法是採用設置於液晶顯示面板後方的背光模組來作為液晶顯示器的光源。背光模組主要是由導光板及發光元件所組成，發光元件所發出的光經由導光板傳導而均勻地射向液晶顯示面板成為顯示光源，進而達到液晶顯示功能。常見的背光模組有側光(edge lighting)型及直下(bottom lighting)型兩種，其中側光型背光模組向導光板的側邊發光，直下型背光模組則向導光板的底部發光。
而發光元件所發出的光除了成為顯示光源以外，在一般狀況下還會有一部分漏出。因此，通常的作法會在側光型背光模組中的導光板底下設置反射片，或是在直下型背光模組中將反射片設置於燈箱底部的表面，藉以將從導光板底面漏出的光反射回導光板中成為顯示光源。然而，除了自導光板底面漏出的光以外，還有一部分的光在由發光元件產生後，直接往導光板以外的方向射出而未能進入導光板。
本發明的目的在於提供一種背光結構及其製造方法，改善導光板入光側的漏光，進而提高光能利用率。
本發明的背光結構包含導光板、發光模組及反射罩。導光板具有入光側及出光面，出光面形成於入光側的一個端緣。發光模組包含基板及發光元件，設置於基板上的發光元件朝入光側發光。反射罩具有第一反光部及第二反光部，第二反光部自設置於基板表面與導光板的入光側之間的第一反光部延伸出而遮蔽出光面的一部分，使反射罩朝導光板反射發光元件所發出的光。
本發明背光結構製造方法包含：提供導光板。設置包含基板及發光元件的發光模組，使設置於基板上的發光元件可朝導光板的入光側發光。設置具有第一反光部及第二反光部的反射罩，第二反光部自設置於基板表面與導光板的入光側之間的第一反光部延伸出而遮蔽形成於入光側一個端緣的出光面的一部分，使反射罩朝導光板反射發光元件所發出的光。
本發明藉由設置反射罩以利用反射罩的結構來改善導光板入光側的漏光，藉以提高光能利用率。
本發明提供一種背光結構及其製造方法。在較佳實施例中，本發明的背光結構作為背光膜組應用於例如液晶顯示器的平面顯示器中。然而在其他實施例中，本發明的背光結構亦可應用於其他需要背光光源的裝置中。
圖1A為本發明背光結構的第一實施例的示意圖；圖1B則為圖1A所示背光結構的的分解圖。如圖1A及圖1B所示，此背光結構包含導光板10、發光模組20、反射罩30、反射片(reflector)40及支撐結構60。導光板10具有入光側11、出光面12及底面13。出光面12為導光板10朝向上方的一個表面，底面13則為相對的朝向導光板10下方的另一個表面。入光側11位於導光板10的側壁上，出光面12與底面13則分別形成於入光側11的兩個相對端緣，使出光面12及底面13與入光側11夾有一個角度而相互鄰接。
發光模組20包含基板21及發光元件22，設置於基板21上的發光元件22朝入光側11發光。發光模組20較佳為採用發光二極體(light-emitting diode，LED)作為發光元件22的光條(light bar)。在不同實施例中，當底面13上形成有光學微結構時，可以保留底面13相對於發光元件22的部分而不形成光學微結構(見圖3)以避免亮點(hot spot)的形成，進而提高光能利用率。
反射罩30具有第一反光部31及第二反光部32。在本實施例中，反射罩30為金屬材質；然而在其他實施例中，可以為塑膠等其他材質。第一反光部31設置於發光模組20的基板21上的表面211與導光板10的入光側11之間，第二反光部32則自第一反光部31的所在平面往導光板10的方向延伸而跨越入光側11與出光面12相鄰接的交界，進而使第二反光部32橫跨於出光面12上方而遮蔽出光面12邊緣的一部分，使得整個反射罩30得以朝導光板10反射發光元件22所發出的光。在本實施例中，第一反光部31與第二反光部的剖面形成L形。
此外，在本實施例中，第一反光部31與發光模組20的表面211相貼合，且其底端的側邊形成有凹口311供發光元件22穿過。然而在其他實施例中，第一反光部31可與表面211保持一個間距，而且如圖2所示可以在第一反光部31的中間部分形成貫孔312供發光元件22穿過。本發明藉由設置反射罩30以利用反射罩30的結構來改善導光板10的入光側11與發光模組20之間的漏光，藉以提高光能利用率。
反射片40貼合於導光板10的底面13而朝導光板10反射發光元件22所發出的光，藉由將從導光板10的底面13漏出的光反射回導光板10中，以進一步提高光能利用率。在本實施例中，反射片40與導光板10藉由膠層50相互連接，其中膠層50的折射率較佳為1.0。然而在其他實施例中，可以使反射片40直接與導光板10相貼合。
支撐結構60支撐光板10、發光模組20、反射罩30及反射片40等元件，支撐結構60包含背板(back cover)61及散熱器62。反射片40具有相對的第一表面41及第二表面42，第一表面41藉由膠層50貼合於導光板10的底面13，第二表面42則貼合於背板61及散熱器62。在較佳實施例中，可使用例如雙面膠等膠材將反射片40黏合於背板61及散熱器62上。然而在其他實施例中，可以選擇不設置反射片40及支撐結構60，支撐結構60也可以採用不同設計，例如採用其他材質或結構形成支撐結構60。
圖3為本發明背光結構的導光板之底面的一實施例的示意圖。如圖3所示，導光板10的底面13靠近發光元件22的部分為無圖案區域131，無圖案區域131以外的其他部分則形成有光學微結構。如前所述，無圖案區域131的設置可以避免亮點的形成，進而提高光能利用率。無圖案區域131及底面13的其他具有光學微結構的部分較佳採印刷方式形成。然而在其他實施例中，可以視需求調整光學微結構的設置，例如在整個底面13上形成光學微結構或不在底面13上形成光學微結構。此外，無圖案區域131或光學微結構的形成方式亦可視需求採用其他方式。
圖4為本發明背光結構的第二實施例的示意圖。如圖4所示，除了前述的導光板10、發光模組20、反射罩30、反射片40及支撐結構60以外，此背光結構更包含貼合於導光板10的出光面12上的光學膜70、內框81、外框82及面板單元90。導光板10與光學膜70之間較佳使用膠材相黏合，且導光板10較佳為光學玻璃板，其材質可為鈉玻璃(soda glass)、矽玻璃(silica glass)、超白玻璃(ultra clear glass)或其他類型的光學玻璃。相較於壓克力等塑性材質，光學玻璃材質具有良好的導熱性以及高結構強度等優點，使得貼附於光學玻璃材質的導光板10上的光學膜70較不容易因為受力或受熱而捲曲變形。然而在其他實施例中，可視需求採用其他材質的導光板10。光學膜70可以為例如增亮膜(Brightness Enhancement Film，BEF)、擴散膜(diffuser film)的光學膜片。在本實施例中，光學膜70包含重疊設置並相互貼合的第一光學膜71及第二光學膜72。然而在其他實施例中，可以視需求只設置一張光學膜片作為光學膜70，亦可重疊設置更多張光學膜片。此外，也可以採用在一張膜片上整合數張膜片的功能的多層複合膜作為光學膜70。
內框81設置於導光板10之出光面12，並具有第一框部811及第二框部812，用以固定反射罩30。內框81以朝向出光面12之方向形成第一框部811，其中第一框部811較佳設置於光學膜70及第二反光部32之間，用以固定導光板10。第二框部812設置於光學膜70背對出光面12之表面，用以固定光學膜70。需說明的是，第二框部812於側邊形成凹陷處815，而面板單元90設置於凹陷處815。在實際應用中，面板單元90可以是平面液晶面板單元，但不以此為限。外框82具有水平部821及垂直部822，用以固定該等元件，其中水平部821自內框81延伸並覆蓋面板單元90之邊緣，而垂直部822自內框81延伸並覆蓋背板61。在此實施例中，內框81之材質係為塑膠材料，外框82之材質係為金屬材料。
圖5A為本發明背光結構的製造方法的第一實施例的流程圖。如圖5A所示，步驟110提供導光板，此導光板具有入光側、形成於入光側端緣的出光面以及相對於出光面的底面。導光板較佳為光學玻璃板，材質較佳為鈉玻璃、矽玻璃、超白玻璃或其他類型的光學玻璃。在較佳實施例中，步驟110更包含將反射片貼合於導光板的底面，以朝導光板反射發光元件所發出的光。其中反射片與導光板較佳藉由膠層相互連接(如圖1A所示)，膠層的折射率較佳為1.0。然而在其他實施例中，可以使反射片直接與導光板相貼合。
步驟120設置包含基板及發光元件的發光模組，使設置於基板上的發光元件可朝導光板的入光側發光。發光模組較佳為採用發光二極體作為發光元件的光條。在較佳實施例中，可以不在導光板的底面相對於發光元件的部分形成光學微結構而避免亮點的形成(如圖3B所示)，進而提高光能利用率。此時如圖5B所示，圖5A中提供導光板的步驟110可以包含：步驟111提供導光板，此導光板具有入光側、形成於入光側端緣的出光面以及相對於出光面的底面；步驟112形成無圖案區域於導光板的底面相對於發光元件的部分；步驟113形成光學微結構於無圖案區域以外的部分。無圖案區域及底面的其他具有光學微結構的部分較佳採印刷方式形成。然而在其他實施例中，可以視需求調整光學微結構的設置，例如在整個底面上形成光學微結構或不在底面上形成光學微結構。此外，無圖案區域或光學微結構的形成方式亦可視需求採用其他方式。
步驟130設置具有第一反光部及第二反光部的反射罩，第二反光部自設置於發光模組的基板表面與導光板的入光側之間的第一反光部延伸出而遮蔽形成於入光側一個端緣的出光面的一部分，使反射罩朝導光板反射發光元件所發出的光。在本實施例中，反射罩為金屬材質，且第一反光部與發光模組的基板表面相貼合(如圖1A所示)。然而在其他實施例中，反射罩可以為塑膠等其他材質，且第一反光部可與發光模組的基板表面保持一個間距。此外，在本實施例中，第一反光部底端的側邊形成有凹口供發光元件穿過(如圖1B所示)；然而在其他本實施例中，可以在第一反光部的中間部分形成貫孔供發光元件穿過(如圖2所示)。
步驟140將導光板的底面貼合於支撐結構上。將導光板固定在支撐結構上可以增加整體結構的強度。在較佳實施例中，係採用背板等元件作為支撐結構，並使用例如雙面膠等膠材將導光板黏合於背板上。在其他實施例中，當導光板的底面貼有反射片時，可將反射片的第一表面藉由膠層貼合於導光板的底面，與第一表面相對的第二表面則較佳使用例如雙面膠等膠材黏合於背板(如圖1A所示)。本發明藉由設置反射罩以利用反射罩的結構來改善導光板的入光側與發光模組之間的漏光，藉以提高光能利用率。
圖6為本發明背光結構的製造方法的第二實施例的流程圖。如圖6所示，此背光結構除的製造方法除了前述的步驟110、120、130及140以外，還包含步驟150將光學膜貼合於導光板的出光面。導光板與光學膜之間較佳使用膠材相黏合，且導光板較佳為光學玻璃板，其材質可為鈉玻璃、矽玻璃、超白玻璃或其他類型的光學玻璃。然而在其他實施例中，可視需求採用其他材質的導光板。光學膜可以為例如增亮膜、擴散膜的光學膜片。在其他實施例中，可以視需求重疊設置多張光學膜片，亦可採用在一張膜片上整合數張膜片的功能的多層複合膜作為光學膜。
本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明的範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明的範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明的範圍內。
10．．．導光板
11．．．入光側
12．．．出光面
13．．．底面
131．．．無圖案區域
20．．．發光模組
21．．．基板
211．．．表面
22．．．發光元件
30．．．反射罩
31．．．第一反光部
311．．．凹口
312．．．貫孔
32．．．第二反光部
40．．．反射片
41．．．第一表面
42．．．第二表面
50．．．膠層
60．．．支撐結構
61．．．背板
62．．．散熱器
70．．．光學膜
71．．．第一光學膜
72．．．第二光學膜
81．．．內框
82．．．外框
811．．．第一框部
812．．．第二框部
815．．．凹陷處
821．．．水平部
822．．．垂直部
90．．．面板單元
圖1A為本發明背光結構的第一實施例的示意圖；
圖1B為圖1A所示背光結構的分解圖；
圖2為本發明背光結構的反射罩的另一實施例的示意圖；
圖3為本發明背光結構的導光板之底面的一實施例的示意圖；
圖4為本發明背光結構的第二實施例的示意圖；
圖5A為本發明背光結構的製造方法的第一實施例的流程圖；
圖5B為圖5A所示背光結構的製造方法中提供導光板的步驟的另一實施例的流程圖；以及
圖6為本發明背光結構的製造方法的第二實施例的流程圖。
10．．．導光板
11．．．入光側
12．．．出光面
13．．．底面
20．．．發光模組
21．．．基板
211．．．表面
22．．．發光元件
30．．．反射罩
31．．．第一反光部
311．．．凹口
32．．．第二反光部
40．．．反射片
41．．．第一表面
42．．．第二表面
50．．．膠層
60．．．支撐結構
61．．．背板
62．．．散熱器

Claims (24)

  1. 一種背光結構，包含：一導光板，一入光側及一出光面形成於該入光側的一端緣；至少一發光模組，包含一基板及至少一發光元件，該基板具有一表面相對於該入光側，該表面上設置該發光元件朝該入光側發光；以及一反射罩，具有相互連接的一第一反光部及一第二反光部，該第一反光部設置於該發光模組的該表面與該導光板的該入光側之間，該第二反光部自該第一反光部的所在平面往該導光板的方向延伸而跨越該入光側與該出光面的交界，並遮蔽部分的該出光面，該第一反光部與該第二反光部朝該導光板反射該發光元件所發出的光；其中，該第一反光部具有一內側面與一相對於該內側面之外側面，該內側面面對該入光側，且該第一反光部形成有一貫通孔或一凹口貫穿該內側面與該外側面，以讓該發光元件經由該貫通孔或該凹口穿過該外側面與該內側面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的背光結構，其中該導光板更包含一底面相對於該出光面，該底面相對於該發光元件的一部分形成一無圖案區域，該底面上於該無圖案區域以外的其他部分形成有至少一光學微結構。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的背光結構，其中該無圖案區域及該光學微結構至少其中之一採印刷方式形成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的背光結構，其中該導光板為一光 學玻璃板。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的背光結構，其中更包含至少一光學膜，該光學膜貼合於該導光板的該出光面。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的背光結構，其中包含重疊設置的複數個該光學膜，該些光學膜相互貼合，並貼合於該導光板的該出光面。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的背光結構，其中該光學膜為一多層複合膜。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的背光結構，其中更包含一反射片(reflector)，該導光板更包含一底面相對於該出光面，該反射片貼合於該底面，並朝該導光板反射該發光元件所發出的光。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的背光結構，其中更包含一膠層設置於該反射片與該導光板之間，該膠層的折射率實質上等於1.0。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的背光結構，其中更包含一背板，該反射片具有相對的一第一表面及一第二表面，該第一表面貼合於該導光板的該底面，該第二表面貼合於該背板。
  11. 如申請專利範圍第4項所述的背光結構，其中該光學玻璃板的材質選自於鈉玻璃(soda glass)、矽玻璃(silica glass)及超白玻璃(ultra clear glass)。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的背光結構，其中更包含一背板，該導光板更包含一底面相對於該出光面，該底面貼合於該背板。
  13. 一種背光結構製造方法，包含下列步驟：提供一導光板，該導光板具有一入光側及一出光面，該出光 面形成於該入光側的一端緣；設置至少一發光模組，該發光模組包含一基板及至少一發光元件，該基板具有一表面，該發光元件設置於該表面上，其中該表面相對於該入光側，使該發光元件可朝該入光側發光；以及設置一反射罩，該反射罩具有相互連接的一第一反光部及一第二反光部，其中該第一反光部設置於該發光模組的該表面與該導光板的該入光側之間，該第二反光部自該第一反光部的所在平面往該導光板的方向延伸而跨越該入光側與該出光面的交界，並遮蔽部分的該出光面，使該第一反光部與該第二反光部朝該導光板反射該發光元件所發出的光；其中，該第一反光部具有一內側面與一相對於該內側面之外側面，該內側面面對該入光側，且該第一反光部形成有一貫通孔或一凹口貫穿該內側面與該外側面，以讓該發光元件經由該貫通孔或該凹口穿過該外側面與該內側面。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的背光結構製造方法，其中該導光板更包含一底面相對於該出光面，該方法更包含形成一無圖案區域於該底面相對於該發光元件的一部分，並形成至少一光學微結構於該無圖案區域以外的該底面上。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的背光結構製造方法，其中該無圖案區域及該光學微結構至少其中之一採印刷方式形成。
  16. 如申請專利範圍第13項所述的背光結構製造方法，其中該導光板為一光學玻璃板。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的背光結構製造方法，其中更包含設置至少一光學膜，使該光學膜貼合於該導光板的該出光面。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的背光結構製造方法，其中包含重疊設置複數個該光學膜，使該些光學膜相互貼合，並貼合於該導光板的該出光面。
  19. 如申請專利範圍第17項所述的背光結構製造方法，其中該光學膜為一多層複合膜。
  20. 如申請專利範圍第16項所述的背光結構製造方法，其中該導光板更包含一底面相對於該出光面，該方法更包含設置一反射片，使該反射片貼合於該導光板的該底面，並朝該導光板反射該發光元件所發出的光。
  21. 如申請專利範圍第20所述的背光結構製造方法，其中更包含設置一膠層於該反射片與該導光板之間，該膠層的折射率實質上等於1.0。
  22. 如申請專利範圍第20所述的背光結構製造方法，其中該反射片具有相對的一第一表面及一第二表面，該第一表面貼合於該導光板的該底面，該方法更包含貼合該第二表面於一背板上。
  23. 如申請專利範圍第16項所述的背光結構製造方法，其中該光學玻璃板的材質選自於鈉玻璃、矽玻璃及超白玻璃。
  24. 如申請專利範圍第13項所述的背光結構製造方法，其中該導光板更包含一底面相對於該出光面，該方法更包含貼合該底面於一背板上。
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