TWI758871B - 一種背光模組 - Google Patents

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一種背光模組，其係由(1)一基材，該基材包含一上表面和一相對於該上表面之下表面，且該基材是一透明或使光線霧化的材質；(2)一可激發顏色或光亮的材料層，該可激發顏色或光亮的材料層是塗佈在上述之上表面或上述之上表面和下表面；和(3)一發光源所構成；該發光源的頂部是面向於上述之下表面，且該發光源的藍光能量再次激發該可激發顏色或光亮的材料層發光，加上該基材的霧化混光，達到發光在該基材上均勻。

Description

一種背光模組
本發明係關於一種背光模組，其是由一基材，一可激發顏色或光亮的材料和一發光源所構成。
傳統的發光二極體需使用擴散片進行霧化混光，達到均勻出光和面照度一致的效果。但是擴散片和發光二極體必須維持一定的距離，其距離是在30~40mm以上，擴散片才能有效的發揮霧化作用使出光均勻，如果要做到20mm，更需要特殊設計的擴散片；同時擴散片本身就有一定的厚度，因此習知的背光模組的尺寸厚度都過厚，難以應用在薄型設計的面板產品或照明設備。
綜上所述，在現今需要裝配背光模組的相關產業，對於開發一能應用在薄型化設計的面板產品或照明設備，且具有發光均勻性的背光模組實為一亟待解決和研發的重要課題。
鑒於上述之發明背景，為了符合產業上的要求，本發明提供一種背光模組。創新地，本發明的背光模組是僅在發光源的正面上方放置一包含有可激發顏色或光亮的材料層的透明或使光線霧化的基材，先利用該透明或使光線霧化的基材霧化該發 光源的發光，然後再利用該發光源的藍光能量激發該可激發顏色或光亮的材料層的發光，藉此達到發光在該基材上均勻之目的。
習知的直下式背光模組是使用多片式擴散片均勻其發光，其原理和技術手段是藉由擴散片和透鏡將發光源的出光經過折射、反射和散射等物理光學方式達到發光均勻的目的，此種使用多片式擴散片的物理均光方式，其擴散片需要跟發光晶片/發光源的距離達到30mm以上，若要做到20mm，更需要使用特殊的擴散片，所以包含擴散片的背光模組的厚度都很厚，無法應用在薄型設計的面板或照明裝置。相較之下，本發明的背光模組的均勻發光源發光的技術手段是利用該發光源的藍光能量再次激發該可激發顏色或光亮的材料層發光，加上該基材的霧化混光作用，藉此達到發光在該基材上均勻之目的。所以本發明能夠省去擴散片跟發光二極體/發光源的距離，且該發光源頂部表面和該可激發顏色或光亮的材料層所構成的總厚度小於1mm，克服了習知直下式背光模組厚度過厚的問題。發明人強調說明本發明的技術手段是使用能夠霧化混光的基材再加上可激發顏色或光亮的材料層來達成單片均光的目的，所以本發明的背光模組的厚度薄，能夠突破解決先前技術所遭遇的瓶頸，特別適合應用在薄型設計的面板產品或照明裝置，以達成產業所需之目的。
基於上述之說明，本發明之目的在於提供一種背光模組，其係由(1)一基材，該基材包含一上表面和一相對於該上表面之下表面，且該基材是一透明或使光線霧化的材質；(2)一可激 發顏色或光亮的材料層，該可激發顏色或光亮的材料層是塗佈在上述之上表面或上述之上表面和下表面；和(3)一發光源所構成，該發光源的頂部是面向於上述之下表面，且該發光源的藍光能量再次激發該可激發顏色或光亮的材料層發光，加上該基材的霧化混光，藉此達到發光在該基材上均勻之目的。
具體地，該發光源包含發光二極體或加上透鏡的發光二極體。較佳地，該發光源的頂部表面和該可激發顏色或光亮的材料層所構成的總厚度小於1mm，所述之總厚度包含該可激發顏色或光亮的材料層的厚度，該發光源的藍光能量再激發該可激發顏色或光亮的材料層發光，藉此達到發光在該基材上均勻之目的。所述之背光模組是直下式背光模組。
綜上所述，本發明之具體內容和效果係為(1)提供一種新穎的背光模組，該背光模組是由一基材，該基材是一透明或使光線霧化的材質；一可激發顏色或光亮的材料層和一發光源所構成，該發光源的藍光能量激發該可激發顏色或光亮的材料層發光，加上該基材的霧化混光，藉此達到發光在該基材上均勻之目的；(2)本發明的背光模組是僅利用單片基材上表面或是其上下兩表面塗佈的可激發顏色或光亮的材料層和該單片基材原有的霧化性質進行均光，且該可激發顏色或光亮的材料層和發光源頂部表面所構成的總厚度小於1mm，所述之總厚度包含可激發顏色或光亮的材料層的厚度，所以特別適合應用在薄型設計的面板產品或照明裝置；和(3)本發明的背光模組均勻發光的原理和方法還包含 了使所述的發光源的藍光能量再激發所述的基材上所塗佈的可激發顏色或光亮的材料層發光的光化學技術手段，加上該基材的霧化混光，藉此達到發光在該基材上均勻之目的。所以本發明的背光模組之均光技術手段完全不同於習知的利用擴散片的物理方法來均勻發光的背光模組。
1:背光模組
11:可激發顏色或光亮的材料層
12:基材
13:發光源
D:可激發顏色或光亮的材料層和發光源的頂部表面所形成的總厚度
〔圖1〕係本發明之背光模組的組成示意圖。
〔圖2〕係傳統背光模組的實體組成影像圖。
〔圖3〕係本發明之背光模組的發光均勻度效果影像圖。
〔圖4〕係本發明之實驗例一至實驗例五所使用的測試燈板的實體圖。
〔圖5〕係本發明之實驗例一的測試燈板加上透明膜通電點亮前後的實體圖。
〔圖6〕係本發明之實驗例一的測試燈板加上透鏡，再覆蓋透明膜通電點亮前後的實體圖。
〔圖7〕係本發明之實驗例二的測試燈板加上半透明膜通電點亮前後的實體圖。
〔圖8〕係本發明之實驗例二的測試燈板加上半透明膜通電點亮後的參考點亮度的實體圖。
〔圖9〕係本發明之實驗例三的測試燈板加上透鏡，再覆蓋半透明膜通電點亮前後的實體圖。
〔圖10〕係本發明之實驗例三的測試燈板加上透鏡，再覆蓋半透明膜通電點亮後的參考點亮度的實體圖。
〔圖11〕係本發明之實驗例四的測試燈板加上本發明的均光膜片通電點亮前後的實體圖。
〔圖12〕係本發明之實驗例四的測試燈板加上本發明的均光膜片通電點亮後的參考點亮度的實體圖。
〔圖13〕係本發明之實驗例五的測試燈板加上透鏡，再覆蓋本發明的均光膜片通電點亮前後的實體圖。
〔圖14〕係本發明之實驗例五的測試燈板加上透鏡，再覆蓋本發明的均光膜片通電點亮後的參考點亮度的實體圖。
關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。為了能徹底地瞭解本發明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。顯然地，本發明的施行並未限定於該領域之技藝者所熟習的特殊細節。另一方面，眾所周知的組成或步驟並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要之限制。本發明的較佳實施例會詳細描述如下，然而除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，且本發明的範圍不受限定，其以之後的專利範圍為準。
本發明說明書內容所述之發光源包含發光二極體或發光晶片。但不限於以上所述之發光元件。
根據本發明的代表實施例，本發明提供一種背光模組，其係由(1)一基材，該基材具有一上表面和一相對於該上表面之下表面，且該基材是一透明或使光線霧化的材質；(2)一可激發顏色或光亮的材料層，該可激發顏色或光亮的材料層是塗佈在上述之上表面或上述之上表面和下表面；和(3)一發光源所構成，該發光源的頂部是面向於上述之下表面，該發光源的藍光能量再次激發該可激發顏色或光亮的材料層發光，加上該基材的霧化混光，藉此達到發光在該基材上均勻之目的。
具體地，上述之塗佈在該上表面或上下兩表面之可激發顏色或光亮的材料層和該發光源的頂部表面所形成的總厚度小於1mm。所述之總厚度包含該可激發顏色或光亮的材料層的厚度；和所述之背光模組是直下式背光模組。
於一具體實施例，其中該透明的材質是膠材類或玻璃類。
於一具體實施例，其中該使光線霧化的材質是石化類、礦物質類、膠材類或玻璃類。
於一具體實施例，其中該可激發顏色或光亮的材料包含螢光粉、量子點材料或其組合。
於一具體實施例，其中該發光源包含發光二極體或頂部正面加上透鏡的發光二極體或晶圓級封裝的發光二極體。
於一具體實施例，其中該可激發顏色或光亮的材料層的厚度是在500um以下。
於一具體實施例，其中該發光源的頂部表面和該可激發顏色或光亮的材料所形成的總厚度小於1mm。
於一具體實施例，如圖1所示，本發明的背光模組1，係為塗佈可激發顏色或光亮的材料層11在具有一上表面和一相對於該上表面之下表面的基材12的上表面，該基材12是透明或使光線霧化的材質，該基材12的下表面是面向於發光源13的頂部正面，該發光源13的藍光能量激發該可激發顏色或光亮的材料層11發光，加上該基材12的霧化混光，藉此達到發光在該基材12上均勻之目的；且該發光源13的頂部正面和該可激發顏色或光亮的材料層11所形成的總厚度D小於1mm，藉此構成本發明所述之背光模組。
相較於如圖2所示之包含擴散板、稜鏡片(BEF)和擴散膜的傳統背光模組，本發明之背光模組只需要在一個透明基材或膜片上附著可激發顏色或光亮的材料層，再加上LED燈條就可以達到均光的目的。
於一代表實驗例，本發明所述的背光模組之實測參考點亮度在計算後得到的發光均勻性是在70以上，其實體圖如圖3所示。其測試方式是提供本發明所述的背光模組，然後在暗房中使用背光專用檢測儀器KONICA CA2500並在固定的距離50cm處對所提供的背光模組進行參考點亮度的量測，得到的實驗數值和計算結果如表一所示。
表一
Figure 109132445-A0101-12-0008-1
以下提供的實驗例具體說明本發明之均光效果。
實驗例一
使用的測試燈板如圖4所示，該測試燈板是使用晶圓級封裝的發光二極體(代號CSP1010-H)，其每顆的間距是32，光距(Optical distance：OD)是20，使用電流是120mA；覆蓋一透明膜在該測試燈板上做均光測試，該測試燈板通電點亮前後的實體圖如圖5所示，加上透鏡的測試燈板再覆蓋一透明膜，然後通電點亮前後的實體圖則如圖6所示。明顯地，該測試燈板的發光都無法藉由該透明膜達到均勻，所以在該透明膜上形成亮點。
實驗例二
使用的測試燈板如圖4所示，該測試燈板是使用晶圓級封裝的發光二極體(代號CSP1010-H)，其每顆的間距是32，光距(Optical distance：OD)是20，使用電流是120mA；覆蓋半透明膜在該測試燈板上做均光測試，該測試燈板通電點亮前後的實體圖如圖7所示，點亮後的半透明膜的參考點亮度實體圖則如圖8所示明 顯地，該測試燈板的發光無法藉由該半透明膜達到均勻發光，所以在該半透明膜上形成亮點。使用背光專用檢測儀器KONICA CA2500並在固定的距離50cm處進行參考點亮度的量測，其結果如表二所示。計算後得到其發光均勻性為38.12。
表二
Figure 109132445-A0101-12-0009-2
實驗例三
使用的測試燈板如圖4所示，該測試燈板是使用晶圓級封裝的發光二極體(代號CSP1010-H)，其每顆的間距是32，光距(Optical distance：OD)是20，使用電流是120mA；該測試燈板加上透鏡然後覆蓋半透明膜做均光測試，其實體圖如圖9所示，點亮後的參考點亮度實體圖則如圖10所示。明顯地，該測試燈板的發光即使加上透鏡都無法藉由該半透明膜達到均勻發光，所以在該半透明膜上形成亮點。使用背光專用檢測儀器KONICA CA2500並在固定的距離50cm處進行參考點亮度的量測，其結果如表三所示。 計算後得到其發光均勻性為64.99。
表三
Figure 109132445-A0101-12-0010-3
實驗例四
使用的測試燈板如圖4所示，該測試燈板是使用晶圓級封裝的發光二極體(代號CSP1010-H)，其每顆的間距是32，光距(Optical distance：OD)是20，使用電流是120mA；覆蓋本發明提供的均光膜片在該測試燈板上做均光測試，該均光膜片是在一塑膠膜片上附著可激發顏色或光亮的材料層，通電點亮測試燈板前後的實體圖如圖11所示，點亮後的均光膜片的參考點亮度實體圖如圖12所示。明顯地，本發明提供的均光膜片沒有亮點，能夠使發光源的發光均勻分散在該均光膜片上。使用背光專用檢測儀器KONICA CA2500並在固定的距離50cm處進行參考點亮度的量測，其結果如表四所示。計算後得到其發光均勻性為88.03。
表四
Figure 109132445-A0101-12-0011-5
實驗例五
使用的測試燈板如圖4所示，該測試燈板是使用晶圓級封裝的發光二極體(代號CSP1010-H)，其每顆的間距是32，光距(Optical distance：OD)是20，使用電流是120mA；該測試燈板加上透鏡然後再覆蓋本發明提供的均光膜片做均光測試，該均光膜片是在一塑膠膜片上附著可激發顏色或光亮的材料層，通電點亮該測試燈板前後的實體圖如圖13所示，點亮後的均光膜片的參考點亮度實體圖則如圖14所示。明顯地，加上透鏡的測試燈板在本發明提供的均光膜片也沒有亮點，所以本發明的均光膜片能夠使發光源的發光均勻分散在該均光膜片上。使用背光專用檢測儀器KONICA CA2500並在固定的距離50cm處進行參考點亮度的量測，其結果如表五所示。計算後得到其發光均勻性為83.81。
表五
Figure 109132445-A0101-12-0012-6
根據以上實驗例一至五的測試結果，本發明所提供的背光模組的發光均勻性明顯地比對照組要好，其均勻性大於80以上。據此證明本發明確實在提高發光均勻性上具有無法預期的技術效果。
綜上所述，本發明所提供的背光模組具有的技術特徵包括(1)單片均光的背光模組結構設計，其係由一上表面或上下兩表面塗佈有可激發顏色或光亮的材料層的透明或使光線霧化的基材，和一發光源所構成，且該可激發顏色或光亮的材料層和該發光源的頂部表面所形成的總厚度小於1mm，特別適合應用在薄型設計需求的面板產品或照明裝置；(2)本發明所述的達到發光均勻的原理和方法完全不同於利用擴散片來均勻發光的背光模組。本發明是使所述的發光源的藍光能量激發所述的透明或使光線霧化的基材上表面所塗佈的可激發顏色或光亮的材料發光，加上該基材的霧化混光，藉此達到發光在該基材上均勻之目的。
以上雖以特定實驗例說明本發明，但並不因此限定本發明之範圍，只要不脫離本發明之要旨，熟悉本技藝者瞭解在不脫離本發明的意圖及範圍下可進行各種變形或變更。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。
1:背光模組
11:可激發顏色或光亮的材料層
12:基材
13:發光源
D:可激發顏色或光亮的材料層和發光源的頂部表面所構成的總厚度

Claims (5)

  1. 一種背光模組，其係由：一基材，該基材具有一上表面和一相對於該上表面之下表面，且該基材是一使光線霧化的材質，該使光線霧化的材質是膠材類；一可激發顏色或光亮的材料層，該可激發顏色或光亮的材料層是塗佈在上述之上表面或上述之上表面和下表面；和一發光源所構成，該發光源的頂部是面向於上述之下表面，且該發光源的藍光能量再次激發該可激發顏色或光亮的材料層發光，加上該基材的霧化混光，藉此達到發光在該基材上均勻之目的。
  2. 如請求項1之背光模組，其中該可激發顏色或光亮的材料層包含螢光粉，量子點材料或其組合。
  3. 如請求項1之背光模組，其中該發光源包含發光二極體、頂部正面加上透鏡的發光二極體或晶圓級封裝的發光二極體。
  4. 如請求項1之背光模組，其中該塗佈在該上表面之可激發顏色或光亮的材料層的厚度是在500um以下。
  5. 如請求項1之背光模組，其中該發光源的頂部表面和該可激發顏色或光亮的材料層所形成的總厚度小於1mm。
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