TWI507789B - 背光模組及其組裝方法 - Google Patents

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Description

背光模組及其組裝方法
本發明是有關於一種背光模組及其組裝方法。
近年來，由於電子、資訊工業的迅速發展，其相關之產品亦日益精密。就目前個人電腦領域觀之，除了尋求更高速、運算能力更強之計算功能之運算單元和各式各樣週邊設備之配合來滿足使用者需求外，針對輕薄短小之可攜式電腦亦為業界發展之重點領域。以液晶顯示器為例，其具有高畫質、體積小、重量輕、低電壓驅動、低消耗功率及應用範圍廣等優點，故廣泛地應用於可攜式電視、行動電話、攝錄放影機、筆記型電腦、桌上型顯示器等消費性電子產品中，成為顯示器的主流。
背光模組為液晶顯示器的關鍵零組件之一。由於液晶顯示器的面板模組本身不具發光的能力，背光模組之功能即在於供應充足的亮度與分佈均勻的光源，使液晶顯示器能正常顯示影像。目前液晶顯示器已廣泛應用於監視器、筆記型電腦、數位相機及投影機等具成長潛力之電子產品，因此帶動背光模組及其相關零組件的需求持續成長。
另外，量子點顯示器(Quantum dot display)，為近年來熱門且迅速發展的發光技術。量子點顯示器的運作原理不同於現在市面上的液晶(liquid crystal display,LCD)及早期的陰極射線管(cathode ray tube,CRT)顯示器。量子點是極小的奈米微晶粒，依實驗結果可因結構與大小不同受電或光激發而發出不同彩色的光。尺寸越大越偏藍光，越小越偏紅光。跟前兩項比起來，量子點顯示器能夠提供可攜式顯示器更有效率地產生光源，以達到節省能源的目的。
然而，於量子點顯示器中封裝有奈米微晶粒的玻璃毛細管的固定方式，是利用光學水膠(Liquid optical clear adhesive,LOCA)將玻璃毛細管貼附於導光板側邊與光發射器的底座之間。由於光學水膠在塗佈時為液狀，其具有流動性，因此會有溢膠的問題，進而影響量子點顯示器的光學品味及組裝性。
為解決習知技術的問題，本發明的一技術樣態是一種背光模組，其主要是在光發射器的底座上形成特殊設計的夾持臂。底座的夾持臂可用來夾持波長轉換元件，因此光發射器與波長轉換元件之間並不需要以光學水膠進行黏固，因此排除溢膠之問題。另外，在波長轉換元件黏固至導光板側邊時，光學水膠同時也黏固夾持波長轉換元件的夾持臂，進而可更加強波長轉換元件與導光板之間的固定強度。再者，底座的夾持臂上與導光板上分別設置有相互對應的卡合結構，因此在光發射器的底座與導光板抵接時，夾持臂亦可阻擋黏固於波長轉換元件與導光板之間的光學水膠，進而避免溢膠至導光板上下兩面的問題發生。
根據本發明一實施例，上述的背光模組包含導光板、至少一光發射器以及波長轉換元件。導光板具有入光面。光發射器設置於導光板側邊並對應於入光面。光發射器包含底座以及光源。底座包含夾持臂。夾持臂大體上朝向導光板延伸。光源設置於底座。波長轉換元件位於導光板與光源之間，並受夾持臂夾持。
於本發明的一實施例中，上述的波長轉換元件具有出光面，且出光面面對於入光面。夾持臂進一步包含抵靠部以及卡勾部。抵靠部大體上朝向導光板延伸，用以抵靠波長轉換元件的側壁。卡勾部連接抵靠部，並大體上朝向波長轉換元件與導光板之間延伸，且卡勾部內側扣抵於出光面。
於本發明的一實施例中，上述的導光板進一步包含卡合部。卡合部位於入光面的邊緣，且卡合部與卡勾部之外側相互接抵。
於本發明的一實施例中，上述的卡勾部之側面包含導引面，且導引面具有斜度，大體上由內向外傾斜。卡合部亦對應形成斜面，且導引面與斜面相互抵靠。
於本發明的一實施例中，上述的背光模組進一步包含膠體。膠體黏固於出光面、導光板以及卡勾部之間。
於本發明的一實施例中，上述的光發射器設置於導光板的角落。
於本發明的一實施例中，上述的波長轉換元件大體上呈長條狀，且波長轉換元件的邊界沿垂直入光面之方向大體上對齊入光面的邊界。光發射器的數量為複數個，且光發射器係間隔地沿波長轉換元件設置，致使波長轉換元件位於任一光發射器與入光面之間。
於本發明的一實施例中，上述的波長轉換元件內封裝波長轉換物質。波長轉換物質具有奈米微晶粒(nanocrystallite)。
於本發明的一實施例中，上述的光源用以發射藍光。
本發明的另一技術樣態是一種背光模組組裝方法。
根據本發明一實施例，上述的背光模組組裝方法包含下列步驟。提供光發射器，其中光發射器包含底座及光源，底座包含夾持臂，光源設置於底座。朝向底座組裝波長轉換元件，致使夾持臂夾持波長轉換元件。組裝導光板至夾持臂，致使波長轉換元件位於導光板與光源之間。
於本發明的一實施例中，上述的夾持臂進一步包含抵靠部以及卡勾部。抵靠部連接於底座與卡勾部之間。朝向底座組裝波長轉換元件的步驟進一步包含下列步驟。朝向卡勾部推擠波長轉換元件，致使抵靠部朝向遠離光源之方向變形。推擠波長轉換元件通過卡勾部，致使抵靠部復位而抵靠波長轉換元件的側壁，並使卡勾部內側扣抵波長轉換元件背對光源之出光面。
於本發明的一實施例中，上述的卡勾部扣抵出光面的邊緣。卡勾部之側面包含導引面。導引面具有斜度，並大體上由內向外傾斜。導光板進一步包含入光面以及卡合部。卡合部位於入光面的邊緣。卡合部亦對應形成有斜面。組裝導光板至夾持臂的步驟進一步包含下列步驟。接抵卡合部至卡勾部之外側，致使導引面與斜面相互抵靠。
於本發明的一實施例中，上述組裝導光板至夾持臂的步驟進一步包含下列步驟。塗佈膠體於出光面以及卡勾部之間。朝向卡勾部組裝導光板，致使導光板之入光面與膠體黏合。硬化膠體，進而使導光板黏固至出光面與卡勾部。
以下將以圖式揭露本發明的複數個實施例，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示。
本發明的一技術態樣是一種背光模組。更具體地說，其主要是在光發射器的底座上形成特殊設計的夾持臂。底座的夾持臂可用來夾持波長轉換元件，因此光發射器與波長轉換元件之間並不需要以光學水膠進行黏固，因此排除溢膠之問題。另外，在波長轉換元件黏固至導光板側邊時，光學水膠同時也黏固夾持波長轉換元件的夾持臂，進而可更加強波長轉換元件與導光板之間的固定強度。再者，底座的夾持臂上與導光板上分別設置有相互對應的卡合結構，因此在光發射器的底座與導光板抵接時，夾持臂亦可阻擋黏固於波長轉換元件與導光板之間的光學水膠，進而避免溢膠至導光板上下兩面的問題發生。
請參照第1圖。第1圖為繪示依照本發明一實施例之背光模組1之部份元件的局部側視圖，其中光發射器12的底座120以剖面圖表示。
如第1圖所示，應用本發明的背光模組1的電子裝置可以是可攜式電腦裝置(例如，筆記型電腦、平板電腦...等)或是手持式電子裝置(例如，PDA、手機、遊戲機...等)，但並不以此為限。換言之，應用本發明的背光模組1的電子裝置可以是任何具有顯示功能的電子產品，只要背光模組1於組裝過程中對於防止溢膠影響光學品味及組裝性有需求，皆可應用本發明的概念導入顯示裝置1的組裝製程中。
如第1圖所示，於本實施例中，背光模組1包含導光板10、光發射器12以及波長轉換元件14。背光模組1的導光板10具有入光面100a，其係位於導光板10的側邊。背光模組1的光發射器12設置於導光板10側邊，並對應於導光板10的入光面100a。背光模組1的光發射器12包含底座120以及光源122。光發射器12的底座120包含兩夾持臂120a。底座120的兩夾持臂120a分別位於底座120的上下兩側，如第1圖所示。底座120的夾持臂120a大體上朝向導光板10延伸。光發射器12的光源122設置於底座120上，並位於兩夾持臂120a之間。背光模組1的波長轉換元件14位於導光板10的入光面100a與光發射器12的光源122之間，並受底座120的夾持臂120a夾持。
進一步來說，於本實施例中，背光模組1的波長轉換元件14具有出光面142，並且出光面142係面對於導光板10的入光面100a。底座120的每一夾持臂120a進一步包含抵靠部120b以及卡勾部120c。兩夾持臂120a的抵靠部120b大體上朝向導光板10延伸，用以分別抵靠波長轉換元件14的上下兩側壁，如第1圖所示。每一夾持臂120a的卡勾部120c皆連接各自的抵靠部120b，並大體上朝向波長轉換元件14與導光板10之間延伸。並且，每一卡勾部120c的內側(亦即，抵靠部120b大體上背對導光板10的一側)扣抵於波長轉換元件14的出光面142。
由此可知，於本發明的背光模組1中，光發射器12與波長轉換元件14之間的固定方式，是藉由光發射器12的底座120上所形成的夾持臂120a直接夾持波長轉換元件14，因此光發射器12與波長轉換元件14之間並不需要以膠體2進行黏固，因此可免除使用膠體2時可能引發的溢膠問題。
另外，於本實施例中，兩夾持臂120a的卡勾部120c除了可以各自的內側扣抵於波長轉換元件14的出光面142之外，更可分別抵接導光板10的入光面100a的上下兩邊緣。因此，在波長轉換元件14以膠體2黏固至導光板10側邊(亦即，出光面142)時，膠體2亦同時黏固底座120的夾持臂120a的卡勾部120c，進而可更加強波長轉換元件14與導光板10之間的固定強度。並且，底座120的兩夾持臂120a的卡勾部120c亦可對於黏固於波長轉換元件14與導光板10之間的膠體2達到阻擋的功能，進而可避免溢膠至導光板10上下兩面而影響背光模組1的光學品味與組裝性。於一實施例中，上述的膠體2可以是光學水膠(Liquid optical clear adhesive,LOCA)，但並不限於此。
同樣示於第1圖，為了增進背光模組1的導光板10與光發射器12之間的組裝性，於本實施例中，背光模組1的導光板10進一步包含卡合部100b。導光板10的卡合部100b位於入光面100a的上下兩邊緣。藉此，導光板10的上下兩卡合部100b即可分別與兩夾持臂120a的卡勾部120c的外側相互接抵。進一步來說，每一夾持臂120a的卡勾部120c的側面皆包含導引面120d。每一導引面120d具有一斜度，並大體上由內向外傾斜(亦即，兩卡勾部120c的導引面120d沿著遠離光源122的方向分別朝向導光板10的入光面100a的上下兩邊緣傾斜，如第1圖所示)。導光板10的每一卡合部100b亦對應地形成斜面100c，進而可與對應的導引面120d相互抵靠。
藉由上述之配置，當背光模組1的導光板10朝向光發射器12進行組裝時，塗佈於波長轉換元件14的出光面142上的膠體2會受導光板10的入光面100a擠壓，並同時受到卡勾部120c的導引面120d與導光板10的斜面100c的導引，進而盡可能地朝向波長轉換元件14的出光面142的中心處流動。並且，當夾持臂120a的卡勾部120c與導光板10的卡合部100b相互抵接時，卡勾部120c的導引面120d與卡合部100b的斜面100c還可增加膠體2流動至導光板10上下兩面的距離，進而增加膠體2流動至導光板10上下兩面的困難度。因此，相較於卡勾部120c直接抵接導光板10的入光面100a的作法，卡勾部120c的導引面120d與卡合部100b的斜面100c抵接的作法更可減少膠體2溢膠至導光板10上下兩面的可能性。
另外，當波長轉換元件14要組裝至光發射器12的底座120時，係將波長轉換元件14朝向夾持臂120a的卡勾部120c推擠，致使夾持臂120a的抵靠部120b朝向遠離光源122之方向變形。接著，在波長轉換元件14通過夾持臂120a的卡勾部120c之後，夾持臂120a的抵靠部120b就會復位而抵靠波長轉換元件14的側壁，夾持臂120a的卡勾部120c內側也會扣抵波長轉換元件14背對光源122之出光面142。藉由於每一夾持臂120a的卡勾部120c上皆設置導引面120d，可以使得波長轉換元件14在進行朝向夾持臂120a的卡勾部120c推擠的動作時受導引面120d的導引，進而能更順暢地通過夾持臂120a的卡勾部120c。
請參照第2A圖。第2A圖為第1圖中之背光模組1之部份元件的立體圖，其中導光板10尚未與光發射器12抵接。
如第2A圖所示，於本實施例中，背光模組1的波長轉換元件14大體上呈長條狀，且波長轉換元件14的邊界沿垂直導光板10的入光面100a之方向大體上對齊入光面100a的邊界。背光模組1包含電路板16。背光模組1的光發射器12的數量為複數個(第2A圖以四個光發射器12作說明，但於實際應用中並不以此為限)。背光模組1的每一光發射器12皆與電路板16電性連接。並且，光發射器12係間隔地沿波長轉換元件14設置，致使波長轉換元件14位於任一光發射器12與導光板10的入光面100a之間。藉此，當膠體2塗佈於波長轉換元件14與兩卡勾部120c之間之後，朝向光發射器12進行組裝的導光板10即可以其入光面100a與波長轉換元件14與卡勾部120c相互黏固，並達到避免溢膠至導光板10上下兩面的功能。於本實施例中，電路板16上的每一光發射器12的底座120皆設置有用以夾持波長轉換元件14的夾持臂120a，但並不以此為限。
請參照第2B圖。第2B圖為第1圖中之背光模組1之部份元件於另一實施例中的立體圖，其中導光板10尚未與光發射器32抵接。
如第2B圖所示，於本實施例中，背光模組3的光發射器32的底座320可以想像成第2A圖中的每一光發射器12的底座120相互連接。光發射器32並與電路板36電性連接。換言之，於本實施例中，光發射器32的光源(圖未示)設置於形狀類似波長轉換元件14呈長條狀的底座320上。同樣地，底座320的夾持臂320a以及夾持臂320a的抵靠部320b、卡勾部320c以及導引面320d皆被拉長。藉此，當膠體2塗佈於波長轉換元件14與兩卡勾部320c之間之後，導光板10的入光面100a、波長轉換元件14的出光面100a以及卡勾部320c之間的黏固面積較第2A圖所示的實施例更多，因此除了同樣可達到避免溢膠2至導光板10上下兩面的功能之外，導光板10、光發射器32以及波長轉換元件14之間的固定強度可更加提升。
請參照第3圖。第3圖為繪示依照本發明另一實施例之背光模組1之部份元件的上視圖。
如第3圖所示，於本實施例中，背光模組5的導光板50的左下方角落與右下方角落分別與對應的光發射器12抵接。導光板50的左下方角落與右下方角落分別設置有與對應的光發射器12抵接的斜面500c。相較於第2A圖與第2B圖所示的背光模組1，本實施例的背光模組5中與光發射器12電性連接的電路板56可以較短，而且所採用的光發射器12的數量亦可減少。藉由位於導光板50的左下方角落與右下方角落的兩光發射器12一起朝嚮導光板50中央發射光，並配合經過光學設計的反射片(圖未示)進行反射，同樣可使背光模組5輸出均勻的面光源。
同樣示於第1圖至第2B圖，於本實施例中，背光模組1的波長轉換元件14內封裝波長轉換物質。波長轉換物質具有奈米微晶粒(nanocrystallite)14。舉例來說，封裝於波長轉換元件14內的奈米微晶粒140能夠被激發出紅光與綠光，並且光發射器12的光源122可發射藍光。由於藍光的能量較高，因此當藍光射入波長轉換元件14中時，可激發奈米微晶粒140而發出紅光與綠光，進而混合成白光而由波長轉換元件14的出光面142射出，但實際應用並不限於此。
請參照第4圖。第4圖為繪示依照本發明一實施例之背光模組組裝方法的流程圖。
如第4圖所示，並可配合參照第1圖至第3圖以及背光模組1中所包含各元件的相關說明，因此在此不再贅述。於本實施例中，背光模組組裝方法包含下列步驟。
S100：提供光發射器，其中光發射器包含底座及光源，底座包含夾持臂，光源設置於底座。
S102：朝向夾持臂的卡勾部推擠波長轉換元件，致使夾持臂的抵靠部朝向遠離光源之方向變形。
S104：推擠波長轉換元件通過卡勾部，致使抵靠部復位而抵靠波長轉換元件的側壁，並使卡勾部內側扣抵波長轉換元件背對光源之出光面。
S106：塗佈膠體於出光面以及卡勾部之間。
S108：朝向卡勾部組裝導光板，致使導光板之入光面與膠體黏合。
S110：接抵導光板的卡合部至卡勾部之外側，致使卡勾部的導引面與卡合部的斜面相互抵靠。
S112：硬化膠體，進而使導光板黏固至出光面與卡勾部。
由以上對於本發明的具體實施例的詳述，可以明顯地看出，本發明的背光模組主要是在光發射器的底座上形成特殊設計的夾持臂。底座的夾持臂可用來夾持波長轉換元件，因此光發射器與波長轉換元件之間並不需要以光學水膠進行黏固，因此排除溢膠之問題。另外，在波長轉換元件黏固至導光板側邊時，光學水膠同時也黏固夾持波長轉換元件的夾持臂，進而可更加強波長轉換元件與導光板之間的固定強度。再者，底座的夾持臂上與導光板上分別設置有相互對應的卡合結構，因此在光發射器的底座與導光板抵接時，夾持臂亦可阻擋黏固於波長轉換元件與導光板之間的光學水膠，進而避免溢膠至導光板上下兩面的問題發生。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
1、3、5．．．背光模組
10、50．．．導光板
100a．．．入光面
100b．．．卡合部
100c、500c．．．斜面
12、32．．．光發射器
120、320．．．底座
120a、320a．．．夾持臂
120b、320b．．．抵靠部
120c、320c．．．卡勾部
120d、320d．．．導引面
122．．．光源
14．．．波長轉換元件
140．．．奈米微晶粒
142．．．出光面
16、36、56．．．電路板
2．．．膠體
S100～S112
第1圖為繪示依照本發明一實施例之背光模組之部份元件的局部側視圖，其中光發射器的底座以剖面圖表示。
第2A圖為第1圖中之背光模組之部份元件的立體圖，其中導光板尚未與光發射器抵接。
第2B圖為第1圖中之背光模組之部份元件於另一實施例中的立體圖，其中導光板尚未與光發射器抵接。
第3圖為繪示依照本發明另一實施例之背光模組之部份元件的上視圖。
第4圖為繪示依照本發明一實施例之背光模組組裝方法的流程圖。
1．．．背光模組
10．．．導光板
100a．．．入光面
100b．．．卡合部
100c．．．斜面
12．．．光發射器
120．．．底座
120a．．．夾持臂
120b．．．抵靠部
120c．．．卡勾部
120d．．．導引面
122．．．光源
14．．．波長轉換元件
140．．．奈米微晶粒
142．．．出光面
2．．．膠體

Claims (7)

  1. 一種背光模組，包含：一導光板，具有一入光面，並包含一卡合部，該卡合部位於該入光面的邊緣；至少一光發射器，設置於該導光板側邊並對應於該入光面，該光發射器包含：一底座，包含一夾持臂，該夾持臂大體上朝向該導光板延伸，並接抵該導光板，該夾持臂進一步包含一抵靠部以及一卡勾部，該卡勾部連接該抵靠部，該卡合部與該卡勾部之外側相互接抵，該卡勾部之側面包含一導引面，且該導引面具有一斜度，大體上由內向外傾斜，而該卡合部亦對應形成一斜面，且該導引面與該斜面相互抵靠；以及一光源，設置於該底座之內表面；一波長轉換元件，位於該導光板與該光源之間，並受該夾持臂夾持，該波長轉換元件具有一出光面，該出光面面對於該入光面，其中該抵靠部大體上朝向該導光板延伸，用以抵靠該波長轉換元件的側壁，該卡勾部大體上朝向該波長轉換元件與該導光板之間延伸，且該卡勾部內側扣抵於該出光面，該內表面與該抵靠部抵靠該波長轉換元件的側壁的表面之間係以一漸擴面連接，該漸擴面係一從該內表面朝向該波長轉換元件漸擴之斜面；以及一膠體，黏固於該出光面、該導光板以及該卡勾部之間。
  2. 如請求項1所述之背光模組，其中該光發射器設置於該導光板的角落。
  3. 如請求項1所述之背光模組，其中波長轉換元件大體上呈長條狀，且該波長轉換元件的邊界沿垂直該入光面之方向大體上對齊該入光面的邊界，該至少一光發射器的數量為複數個，且該等光發射器係間隔地沿該波長轉換元件設置，致使該波長轉換元件位於任一該等光發射器與該入光面之間。
  4. 如請求項1所述之背光模組，其中該波長轉換元件內封裝一波長轉換物質，該波長轉換物質具有奈米微晶粒(nanocrystallite)。
  5. 如請求項4所述之背光模組，其中該光源用以發射一藍光。
  6. 一種背光模組組裝方法，包含下列步驟：提供一光發射器，其中該光發射器包含一底座及一光源，該底座包含一夾持臂，該光源設置於該底座之內表面，該夾持臂進一步包含一抵靠部以及一卡勾部，該抵靠部連接於該底座與該卡勾部之間；朝向該卡勾部推擠一波長轉換元件，致使該抵靠部朝 向遠離該光源之方向變形；推擠該波長轉換元件通過該卡勾部，致使該抵靠部復位而抵靠該波長轉換元件的側壁，並使該卡勾部內側扣抵該波長轉換元件背對該光源之一出光面，該內表面與該抵靠部抵靠該波長轉換元件的側壁的表面之間係以一漸擴面連接，該漸擴面係一從該內表面朝向該波長轉換元件漸擴之斜面；塗佈一膠體於該出光面以及該卡勾部之間；朝向該卡勾部組裝一導光板，致使該導光板之一入光面與該膠體黏合；以及硬化該膠體，進而使該導光板黏固至該出光面與該卡勾部，其中該卡勾部扣抵該出光面的邊緣，該卡勾部之側面包含一導引面，該導引面具有一斜度，並大體上由內向外傾斜，該導光板進一步包含一入光面以及一卡合部，該卡合部位於該入光面的邊緣，該卡合部亦對應形成有一斜面，組裝該導光板的步驟進一步包含下列步驟：接抵該卡合部至該卡勾部之外側，致使該導引面與該斜面相互抵靠。
  7. 如請求項6所述之背光模組組裝方法，其中該波長轉換元件內封裝一波長轉換物質，該波長轉換物質具有奈米微晶粒(nanocrystallite)。
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