TWI829352B - 背光模組及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種背光模組包含電路板、複數個發光二極體晶片、透明膠層、第二膠層以及複數個遮光圖案。發光二極體晶片設置在電路板上，而透明膠層包覆發光二極體晶片。第二膠層設置在透明膠層上，並包含複數個擴散粒子。遮光圖案設置在第二膠層遠離透明膠層的表面上，並與發光二極體晶片對齊。

Description

背光模組及其製造方法
本揭示是關於一種背光模組及其製造方法，特別是關於一種次毫米發光二極體(Mini LED)背光模組及其製造方法。
Mini LED為極具潛力的顯示器背光技術，近年來在顯示器領域成為重點發展的項目之一。然而，現有的Mini LED背光模組仍存在一些問題有待克服，例如組裝困難、可靠度不佳、亮度不足等。
有鑑於此，本揭示之一目的在於提出一種改良的Mini LED背光模組，解決上述技術問題。
為達成上述目的，依據本揭示的一些實施方式，一種背光模組包含電路板、複數個發光二極體晶片、透明膠層、第二膠層以及複數個遮光圖案。發光二極體晶片設置在電路板上，而透明膠層包覆發光二極體晶片。第二膠層設置在透明膠層上，並包含複數個擴散粒子。遮光圖案設置在第二膠層遠離透明膠層的表面上，並與發光二極體晶片對齊。
在本揭示的一或多個實施方式中，透明膠層的厚度大於發光二極體晶片的高度，且透明膠層覆蓋發光二極體晶片的頂面。
在本揭示的一或多個實施方式中，第二膠層的厚度大於透明膠層的厚度。
在本揭示的一或多個實施方式中，透明膠層具有頂面以及側面，第二膠層覆蓋透明膠層的頂面，並與透明膠層的側面分離。
在本揭示的一或多個實施方式中，透明膠層具有頂面及側面，第二膠層覆蓋透明膠層的頂面及部份的側面。
在本揭示的一或多個實施方式中，透明膠層的側面具有圓弧部分，第二膠層部分位於圓弧部分之上。
在本揭示的一或多個實施方式中，遮光圖案包含一第一遮光圖案，第一遮光圖案在第一位置上具有第一厚度，且在第二位置上具有第二厚度。第一位置位於第一遮光圖案的中心，第二位置遠離第一遮光圖案的中心，且第一厚度大於第二厚度。
依據本揭示的一些實施方式，一種背光模組的製造方法包含：提供電路板以及設置在電路板上的複數個發光二極體晶片；以透明膠層包覆發光二極體晶片；在透明膠層上設置第二膠層，其中第二膠層包含複數個擴散粒子；以及在第二膠層遠離透明膠層的表面上形成複數個遮光圖案，遮光圖案與發光二極體晶片對齊。
在本揭示的一或多個實施方式中，背光模組的製造方法還包含：切除透明膠層的邊緣部分以及第二膠層的邊緣部分，使得第二膠層的側面與透明膠層的側面齊平。
綜上所述，在本揭示的背光模組中，以帶有擴散粒子的第二膠層來取代習知的背光模組中的擴散板，並在第二膠層的頂面上設置遮光圖案。藉由上述配置，可以解決習知的背光模組使用擴散板所衍生出的組裝困難問題以及可靠度不佳的問題，也可以兼顧背光模組的發光亮度。
為使本揭示之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施方式。圖式中之各元件未按比例繪製，且僅為說明本揭示而提供。以下描述許多實務上之細節，以提供對本揭示的全面理解，然而，相關領域具普通技術者應當理解可在沒有一或多個實務上之細節的情況下實施本揭示，因此，該些細節不應用以限定本揭示。
在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」或「耦合」係可為二元件間存在其它元件。
請參照第1圖，習知的背光模組10包含電路板11、複數個發光二極體晶片13以及透明膠層15。發光二極體晶片13設置在電路板11上，而透明膠層15覆蓋發光二極體晶片13。背光模組10還包含擴散板17以及遮光圖案19，擴散板17設置在發光二極體晶片13以及透明膠層15之上，遮光圖案19設置在擴散板17的表面上，並與發光二極體晶片13對齊。擴散板17以及遮光圖案19配置以將發光二極體晶片13發出的光均勻化。
上述習知的背光模組10的缺點在於，將擴散板17組裝入背光模組10中時，需要將遮光圖案19與發光二極體晶片13對齊，否則會使光均勻化的效果變差。因此，習知的背光模組10的結構設計會造成組裝上的困難。此外，因遮光圖案19是設置在擴散板17上，擴散板17的漲縮也可能造成遮光圖案19偏移而未與發光二極體晶片13對齊，因此，背光模組10也有可靠度不佳的問題。
請參照第2圖，在另一種習知的背光模組10A中，遮光圖案19改為設置在透明膠層15上，並位於擴散板17之下。此結構設計雖然能解決背光模組10組裝困難以及可靠度不佳的問題，但犧牲了發光二極體晶片13的混光距離，導致背光模組10A發光的亮度顯著地下降(可能高達百分之十以上)。
本揭示係考量到習知的背光模組10、10A的上述問題而提出一種改進的背光模組20。以下詳細介紹背光模組20的結構。
請參照第3圖以及第4圖。第3圖為繪示依據本揭示一實施方式之背光模組20的俯視透視圖，而第4圖為繪示第3圖所示之背光模組20沿線段3-3’的剖面示意圖。背光模組20包含電路板11以及複數個發光二極體晶片13，發光二極體晶片13彼此分離地設置在電路板11上，並電性連接電路板11。發光二極體晶片13例如是次毫米發光二極體(Mini LED)晶片。於一些實施方式中，次毫米發光二極體晶片的尺寸小於或等於兩百微米。
如第3圖與第4圖所示，於一些實施方式中，背光模組20進一步包含殼體60，電路板11以及發光二極體晶片13設置在殼體60中。於一些實施方式中，電路板11可以透過黏膠層70固定在殼體60的底面上。
如第3圖與第4圖所示，背光模組20進一步包含透明膠層50，透明膠層50設置在電路板11上，並包覆電路板11上的發光二極體晶片13。具體而言，電路板11以及透明膠層50沿著第一方向D1堆疊設置，在第一方向D1上，透明膠層50的厚度大於發光二極體晶片13的高度，且透明膠層50覆蓋發光二極體晶片13的頂面(例如：發光二極體晶片13的出光面)，並填入相鄰的發光二極體晶片13之間的間隙而覆蓋發光二極體晶片13的側面。透明膠層50包含對於發光二極體晶片13所發出的光具有高穿透率的材料。
如第3圖與第4圖所示，背光模組20進一步包含第二膠層30，第二膠層30設置在透明膠層50上(換言之，第二膠層30位於透明膠層50遠離電路板11的一側)，並包含複數個擴散粒子35。第二膠層30配置以將發光二極體晶片13所發出的光均勻化，具體而言，發光二極體晶片13所發出的光通過透明膠層50後進入第二膠層30，光穿越第二膠層30的過程中受到擴散粒子35的影響發生散射、折射及/或反射，促成光的均勻化。
如第3圖與第4圖所示，於一些實施方式中，第二膠層30包含光學透明膠以及散佈在光學透明膠中並被光學透明膠包覆的擴散粒子35。第二膠層30的光學透明膠可以使用與透明膠層50相同的材料，但不以此為限。如同透明膠層50，第二膠層30的光學透明膠對於發光二極體晶片13所發出的光也具有高穿透率。
如第3圖與第4圖所示，背光模組20進一步包含遮光圖案29，遮光圖案29設置在第二膠層30上，並與發光二極體晶片13對齊。具體而言，第二膠層30具有相對的第一表面31以及第二表面32，其中第一表面31遠離透明膠層50。遮光圖案29設置在第二膠層30的第一表面31上，且在第一方向D1上，每個遮光圖案29與對應的一個發光二極體晶片13對齊(換言之，每個發光二極體晶片13落在對應的一個遮光圖案29在電路板11上的垂直投影區域之中，其中「垂直投影」是指往第一方向D1的反方向投影)。
遮光圖案29配置以將發光二極體晶片13所發出的光部分反射，並允許發光二極體晶片13所發出的光部分穿透，藉此避免正對發光二極體晶片13之處亮度突出，同樣有助於背光模組20的發光亮度的均勻化。
於一些實施方式中，遮光圖案29可包含油墨，例如白色油墨。於一些實施方式中，如第3圖所示，在實質上垂直於第一方向D1的第二方向D2上，遮光圖案29的寬度大於發光二極體晶片13的寬度，以利遮蔽正對發光二極體晶片13的高亮度區域。
需說明的是，圖中將每個遮光圖案29畫成圓形僅是示意。遮光圖案29不限定是由單一個圖形組成，每個遮光圖案29也可以包含複數個圖形。舉例而言，每個遮光圖案29可包含設置在中央的第一圓形以及沿著第一圓形的外緣排列的複數個第二圓形，其中第二圓形的直徑小於第一圓形的直徑。舉例而言，每個遮光圖案29也可以是包含設置在中央的一個圓形以及沿著中央的圓形的外緣設置的波浪圖形。
在本揭示的背光模組20中，以帶有擴散粒子35的第二膠層30來取代習知的背光模組中的擴散板，並在第二膠層30的頂面(即第一表面31)上設置遮光圖案29。藉由上述配置，可以解決第一種習知的背光模組10使用擴散板17所衍生出的組裝困難問題以及可靠度不佳的問題。
另外，背光模組20在發光亮度上也可以兼顧。具體而言，因遮光圖案29與發光二極體晶片13之間還間隔了第二膠層30，不會如同第二種習知的背光模組10A因混光距離不足而造成背光亮度下降。另一方面，因第二膠層30與發光二極體晶片13之間還間隔了透明膠層50，故第二膠層30中的擴散粒子35不會貼近發光二極體晶片13的出光面而造成發光二極體晶片13發出的光直接的損失。
此外，採用上述結構配置也有利於背光模組20的薄型化，讓背光模組20可以應用在筆記型電腦的顯示器(但不以此為限)。
如第3圖與第4圖所示，於一些實施方式中，透明膠層50具有頂面53 (即透明膠層50遠離電路板11的表面)以及環繞連接頂面53的側面56，第二膠層30覆蓋透明膠層50的頂面53，並與透明膠層50的側面56分離(換言之，第二膠層30不覆蓋透明膠層50的側面56)。於一些實施方式中，第二膠層30具有側面33，側面33連接在第一表面31與第二表面32之間，並與透明膠層50的側面56齊平。
如第3圖與第4圖所示，於一些實施方式中，在第一方向D1上，第二膠層30的厚度H1大於透明膠層50的厚度H2，如此一來，發光二極體晶片13發出的光通過第二膠層30後可以擴散得更均勻，使背光模組20具有更佳的發光均勻度。
於一些實施方式中，透明膠層50也可以包含少量的擴散粒子(例如：透明膠層50中擴散粒子的濃度小於第二膠層30中擴散粒子35的濃度，其中濃度例如是單位體積中的擴散粒子的數目)，以利光均勻化，並維持背光模組20發光亮度。
請參照第5圖，其為繪示依據本揭示另一實施方式之背光模組20A的剖面示意圖。本實施方式與第4圖所示的實施方式的差異處，在於本實施方式的遮光圖案29A具有厚度變化。如第5圖所示，遮光圖案29在第一位置上具有第一厚度H3，且在第二位置上具有第二厚度H4。第一位置位於遮光圖案29的中心，第二位置遠離遮光圖案29的中心，且第一厚度H3大於第二厚度H4。
換言之，遮光圖案29在靠近中心處厚度較大，而在遠離中心、靠近邊緣處厚度較小。因此，遮光圖案29在靠近中心處(對應發光二極體晶片13亮度較高的位置)具有較佳的遮光效果，而在靠近邊緣處(對應發光二極體晶片13亮度較低的位置)則可以讓較高比率的光穿透，藉此促進背光模組20A發光亮度的均勻化。於一些實施方式中，遮光圖案29的厚度隨著位置遠離遮光圖案29的中心而遞減。於一些實施方式中，遮光圖案29具有圓弧形表面。
請參照第6圖，其為繪示依據本揭示另一實施方式之背光模組20B的剖面示意圖。有別於前述實施方式，在本實施方式中，第二膠層30B覆蓋透明膠層50B的頂面53以及部份的側面56B。於一些實施方式中，透明膠層50的側面56B具有圓弧部分57，第二膠層30B部分位於圓弧部分57之上，並覆蓋圓弧部分57。於一些實施方式中，第二膠層30B的側面33B也具有圓弧部分34。
於一些實施方式中，背光模組20B的製造方法包含：使用一框體圍繞電路板11上的發光二極體晶片13；接著，將液態封裝膠注入框體中，使其覆蓋發光二極體晶片13，再使液態封裝膠固化以形成透明膠層50B，其中透明膠層50B的側面56B形成圓弧部分57；接著，將帶有擴散粒子35的液態封裝膠注入框體中，再使帶有擴散粒子35的液態封裝膠固化以形成位在透明膠層50B之上的第二膠層30B；接著，在第二膠層30B的第一表面31上形成與發光二極體晶片13對齊的複數個遮光圖案29 (例如：透過油墨印刷的方式來形成遮光圖案29)。
於一些實施方式中，背光模組的製造方法進一步包含：切除透明膠層50B的邊緣部分(鄰近側面56B的部分，包含圓弧部分57)以及第二膠層30B的邊緣部分(鄰近側面33B的部分，包含圓弧部分34)，使得第二膠層的側面與透明膠層的側面齊平(例如：形成第4圖所示的背光模組20)。進行上述切除的步驟可以縮減背光模組的寬度，但不會有光學上的影響，因切除的部分原本即落在可視區外。
綜上所述，在本揭示的背光模組中，以帶有擴散粒子的第二膠層來取代習知的背光模組中的擴散板，並在第二膠層的頂面上設置遮光圖案。藉由上述配置，可以解決習知的背光模組使用擴散板所衍生出的組裝困難問題以及可靠度不佳的問題，也可以兼顧背光模組的發光亮度。
儘管本揭示已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示，任何熟習此技藝者，於不脫離本揭示之精神及範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10,10A,20,20A,20B:背光模組
11:電路板
13:發光二極體晶片
15,50,50B:透明膠層
17:擴散板
19,29,29A:遮光圖案
30,30B:第二膠層
31:第一表面
32:第二表面
33,33B,56,56B:側面
34,57:圓弧部分
35:擴散粒子
53:頂面
60:殼體
70:黏膠層
D1:第一方向
D2:第二方向
H1,H2,H3,H4:厚度
為使本揭示之上述及其他目的、特徵、優點與實施方式能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖以及第2圖繪示兩種習知的背光模組的剖面示意圖。 第3圖為繪示依據本揭示一實施方式之背光模組的俯視透視圖。 第4圖為繪示第3圖所示之背光模組沿線段3-3’的剖面示意圖。 第5圖為繪示依據本揭示另一實施方式之背光模組的剖面示意圖。 第6圖為繪示依據本揭示另一實施方式之背光模組的剖面示意圖。
11:電路板
13:發光二極體晶片
20:背光模組
29:遮光圖案
30:第二膠層
31:第一表面
32:第二表面
33,56:側面
35:擴散粒子
50:透明膠層
53:頂面
60:殼體
70:黏膠層
D1:第一方向
D2:第二方向
H1,H2:厚度

Claims (10)

  1. 一種背光模組，包含：一電路板；複數個發光二極體晶片，設置在該電路板上；一透明膠層，包覆該些發光二極體晶片，並包含複數個第一擴散粒子；一第二膠層，設置在該透明膠層上，並包含複數個第二擴散粒子，其中該透明膠層中的該些第一擴散粒子的濃度小於該第二膠層中的該些第二擴散粒子的濃度；以及複數個遮光圖案，設置在該第二膠層遠離該透明膠層的一表面上，並與該些發光二極體晶片對齊。
  2. 如請求項1所述之背光模組，其中該透明膠層的厚度大於該些發光二極體晶片的高度，且該透明膠層覆蓋該些發光二極體晶片的一頂面。
  3. 如請求項1所述之背光模組，其中該第二膠層的厚度大於該透明膠層的厚度。
  4. 如請求項1所述之背光模組，其中該透明膠層具有一頂面以及一側面，該第二膠層覆蓋該透明膠層的該頂面，並與該透明膠層的該側面分離。
  5. 如請求項1所述之背光模組，其中該透明膠 層具有一頂面以及一側面，該第二膠層覆蓋該透明膠層的該頂面以及部份的該側面。
  6. 如請求項5所述之背光模組，其中該透明膠層的該側面具有一圓弧部分，該第二膠層部分位於該圓弧部分之上。
  7. 如請求項1所述之背光模組，其中該些遮光圖案包含一第一遮光圖案，該第一遮光圖案在一第一位置上具有一第一厚度，且在一第二位置上具有一第二厚度，其中該第一位置位於該第一遮光圖案的中心，該第二位置遠離該第一遮光圖案的中心，且該第一厚度大於該第二厚度。
  8. 一種背光模組的製造方法，包含：提供一電路板以及設置在該電路板上的複數個發光二極體晶片；以一透明膠層包覆該些發光二極體晶片，其中該透明膠層包含複數個第一擴散粒子；在該透明膠層上設置一第二膠層，其中該第二膠層包含複數個第二擴散粒子，其中該透明膠層中的該些第一擴散粒子的濃度小於該第二膠層中的該些第二擴散粒子的濃度；以及在該第二膠層遠離該透明膠層的一表面上形成複數個遮 光圖案，該些遮光圖案與該些發光二極體晶片對齊。
  9. 如請求項8所述之背光模組的製造方法，其中該第二膠層的厚度大於該透明膠層的厚度。
  10. 如請求項8所述之背光模組的製造方法，進一步包含：切除該透明膠層的一邊緣部分以及該第二膠層的一邊緣部分，使得該第二膠層的一側面與該透明膠層的一側面齊平。
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