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CN113805384A - 背光模块 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种背光模块，包含基板、多个发光元件、保护层以及多个第一网点。发光元件设置于基板上。保护层设置于基板与发光元件上，且保护层具有上表面以及相对于上表面的下表面，其中上表面为平面。第一网点，设置于保护层上且分别覆盖发光元件，各第一网点于基板的垂直投影面积大于各发光元件于基板的垂直投影面积，以实现背光模块厚度减薄及减少网点对位工序。

Description

背光模块
技术领域
本公开涉及一种背光模块。
背景技术
一般而言，直下式背光模块的发光元件多为发光二极管(light emission diode,LED)。由于LED正上方的光强最强，目前是在扩散板上印刷网点，减弱LED正上方的光强以实现画面亮度均匀。
随着产品轻薄化的需求，各部件的厚度都希望尽量减薄。由于目前的网点需要印刷在扩散板上，因此使得背光模块厚度居高不下。再者，印刷有网点的扩散板于组装时必须精确地对准LED，才能发挥遮蔽LED正上方光强的功能，只要对位稍有偏差容易发生亮暗不均的问题。此外，覆盖LED上的保护胶因产品轻薄化的需求，被要求不断的减薄，然而保护胶越薄越难控制厚度的一致性，导致灯板出光亮暗分布不均。因此，现有技术实有待改善的必要。
发明内容
本公开为解决上述背光模块厚度过厚、网点对位工序繁琐问题，提出将网点直接印刷于灯板保护层上的技术方案。间接地，通过省略印刷网点的扩散板，进而保留保护胶应有的厚度，避免为了减薄保护胶导致胶厚不一致，也改善画面出光亮暗分布不均的问题。
本公开的一实施方式提供了一种背光模块，包含基板、多个发光元件、保护层以及多个第一网点。发光元件设置于基板上。保护层设置于基板与发光元件上，且保护层具有上表面以及相对于上表面的下表面，其中上表面为平面。第一网点设置于保护层的上表面且分别覆盖发光元件，各第一网点于基板的垂直投影面积大于各发光元件于基板的垂直投影面积。
在一些实施方式中，发光元件为形成于晶圆的微发光二极管，并通过转置(masstransfer)方式将发光元件植入基板上。
在一些实施方式中，发光元件为蓝光发光二极管。
在一些实施方式中，第一网点为白色。
在一些实施方式中，背光模块还包含多个第二网点设置于保护层上，第二网点的尺寸小于第一网点。
在一些实施方式中，相邻的两个第一网点之间，第二网点沿着远离相邻的第一网点的方向由大到小排列。
在一些实施方式中，第二网点的尺寸一致。
在一些实施方式中，第二网点为白色。
在一些实施方式中，基板定义出显示区以及周边区，周边区围绕显示区；发光元件为蓝色发光二极管；以及背光模块还包含多个第三网点，第三网点位于显示区，且第三网点的材料为白色反光材料掺杂黄色荧光粉。
在一些实施方式中，背光模块还包含蓝光穿透膜，设置于保护层与第一网点上；以及色彩转换膜，设置于蓝光穿透膜上。
在一些实施方式中，背光模块还包含扩散板，设置于色彩转换膜上；以及增亮光学膜，设置于扩散板上。
在一些实施方式中，保护层为透明胶体。
附图说明
当结合附图阅读以下详细描述时，本公开的各种实施方式将最易于理解。应注意的是，根据行业标准操作规程，各种特征结构可能并非按比例绘制。为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，说明书附图的说明如下：
图1示出本公开的一实施方式的显示器的剖面图。
第2-3图示出本公开的一实施方式的以网框制备网点于保护层上的各工艺阶段的剖面示意图。
图4示出本公开的一实施方式的第一网点与发光元件的俯视示意图。
图5至图7分别示出本公开的不同实施方式背光模块的局部剖面示意图。
图8示出本公开的另一实施方式的基板的显示区与周边区的俯视示意图。
图9-10示出图8的线段A-A的制备网点于保护层上的各工艺阶段的剖面示意图。
附图标记说明：
10：显示器
100：背光模块
110：基板
112：显示区
114：周边区
120：发光元件
130：保护层
132：上表面
134：下表面
140：第一网点
150：第二网点
152：第三网点
160：蓝光穿透膜
162：色彩转换膜
164：扩散板
166：增亮光学膜
200：显示面板
300：框体
310：胶框
d1：厚度
d2：厚度
d3：厚度
D：直径
L：长度
W：宽度
X：网框
Y：穿孔
具体实施方式
在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”或“连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的，“连接”可以指物理及/或电性连接。再者，“电性连接”或“耦合”是可为二元件间存在其它元件。
本文使用的“约”、“近似”、或“实质上”包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量系统的限制)。例如，“约”可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或±30％、±20％、±10％、±5％内。再者，本文使用的“约”、“近似”或“实质上”可依光学性质、蚀刻性质或其它性质，来选择较可接受的偏差范围或标准偏差，而可不用一个标准偏差适用全部性质。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。
请参照图1，图1示出本公开的一实施方式的显示器10的剖面图。显示器10包含背光模块100、显示面板200以及框体300所组成，其中显示面板200位于背光模块100上方，且背光模块100与显示面板200皆固定于框体300中。
在一些实施例中，显示面板200可为液晶显示面板包含如：穿透型面板、半穿透型面板、反射型面板、双面显示型面板、垂直配向型面板(VA)、水平切换型面板(IPS)、多域垂直配向型面板(MVA)、扭曲向列型面板(TN)、超扭曲向列型面板(STN)、图案垂直配向型面板(PVA)、超级图案垂直配向型面板(S-PVA)、先进大视角型面板(ASV)、边缘电场切换型面板(FFS)、连续焰火状排列型面板(CPA)、轴对称排列微胞面板(ASM)、光学补偿弯曲排列型面板(OCB)、超级水平切换型面板(S-IPS)、先进超级水平切换型面板(AS-IPS)、极端边缘电场切换型面板(UFFS)、高分子稳定配向型面板(PSA)、双视角型面板(dual-view)、三视角型面板(triple-view)、或其它型面板。在一些实施例中，显示面板200与背光模块100之间可通过光学胶粘合。
于一些实施例中，框体300的材料包含塑胶(如：热固性材料、热塑性材料、或上述的组合)、金属(如：铝、镁、铜、铁、锡、锌、或其它)、金属合金(如：铝、镁、铜、铁、锡、锌、氧化物、氮化物、氮氧化物、或其它、或上述的组合)、或上述的组合。框体300中具有容置空间以容置背光模块100，框体300上具有胶框310，显示面板200为放置在胶框310上。
本公开的一实施方式提供一种背光模块100，包含基板110、多个发光元件120、保护层130、多个第一网点140以及多个第二网点150。
基板110可以包含任何合适的基板。在一些实施例中，基板110可以为具有信号传递功能的电路板。在一些实施例中，基板110可以为柔性基板。因此，发光元件120可以应用于高曲面背光形式的背光模块100。在其他实施例中，基板110可以为刚性基板。例如，基板110可以为印刷电路板，但不限于此。
发光元件120设置于基板110上。在一些实施例中，发光元件120为可以发出任何波长的光的发光二极管芯片。举例来说，发光元件120可为发出蓝光的发光二极管芯片或发出紫外光的发光二极管芯片。此外，发光元件120可以是任何尺寸的发光二极管芯片。例如，在一些实施例中，发光元件120可以为发光二极管芯片，包括次毫米发光二极管芯片(MiniLED chip)或微发光二极管芯片(Micro LED chip)，但不以此为限。所述“次毫米发光二极管芯片”的边长尺寸可为约50至约800微米，例如100微米、200微米、400微米、600微米或者这些值中任意两者之间的任何值。另外，在一些实施例中，发光元件120可以为发光二极管封装件(LED package)或芯片级封装LED(Chip Scale Package LED，简称CSP LED)。具体而言，发光元件120为次毫米发光二极管芯片直接封装于基板110(Chip On board，简称COB)上，形成灯板结构，属于直下式背光模块。
保护层130设置于基板110与发光元件120上，且保护层130具有上表面132以及相对于上表面132的下表面134，其中上表面132为平面。在一些实施例中，保护层130为透明胶体。例如，保护层130包括，但不限于硅胶(silicone)、环氧树脂(epoxy)或其组合。在一些实施例中，保护层130的上表面132为反射面及/或折射面。保护层130的上表面132可以反射及/或折射发光元件120发出的光线。在一些实施例中，保护层130的厚度约200微米至约800微米，例如300微米、400微米、500微米、600微米、700微米或者这些值中任意两者之间的任何值。
多个第一网点140设置于保护层130的上表面132上。具体而言，请同时参阅图2及图3，图2-3示出本公开的一实施方式的以网框X制备网点于保护层130上的各工艺阶段的剖面示意图。在一些实施例中，发光元件120至保护层130的上表面132的厚度d1约100微米至约400微米，例如150微米、200微米、250微米、300微米、350微米或者这些值中任意两者之间的任何值。用于印刷网点的网框X具有多个穿孔Y，形成特定的网版(pattern)。将所述网框X置于灯板(具有基板110、发光元件120与保护层130)上，通过穿孔Y对位发光元件120后，将第一网点140通过穿孔Y印刷于保护层130上，使第一网点140覆盖发光元件120。在一些实施例中，第一网点140为白色，其材质包括，但不限于二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、碳酸钙(CaCO3)、硫酸钡(BaSo4)或其组合，以使发光元件120发出的光可被反射或折射。在一些实施例中，第一网点140的反射率范围70％至95％。在一些实施例中，第一网点140的厚度d2范围约5微米至约40微米，例如约10微米、约15微米、约20微米、约25微米、约30微米、约35微米或者这些值中任意两者之间的任何值。
请同时参阅图3与图4，图4示出本公开的一实施方式的第一网点140与发光元件120的俯视示意图。各第一网点140于基板110的垂直投影面积大于各发光元件120于基板110的垂直投影面积。在一些实施例中，第一网点140的形状包括，但不限于圆形或多边形。在一些实施例中，发光元件120具有长度L、宽度W，第一网点140的形状为圆形具有直径D，其直径D的最大值Dmax满足下式：
Figure BDA0003274537230000061
其直径D的最小值Dmin满足下式：
Figure BDA0003274537230000062
其中，max(L,W)是指取长度L或宽度W二者中的最大数值者，d1为发光元件120至保护层130的上表面132的厚度d1。在一些实施例中，第一网点140的直径D约200微米至约2000微米。
请参阅图5，图5示出本公开的另一实施方式的背光模块的局部剖面示意图。第二网点150设置于保护层130上，且配置在相邻的两个第一网点140之间。在一些实施例中，部分第二网点150配置以围绕第一网点140。在一些实施例中，第二网点150于基板110的垂直投影与发光元件120于基板110的垂直投影不重叠。在一些实施例中，第二网点150与第一网点140共平面。在一些实施例中，第二网点150为白色，其材质包括，但不限于二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、碳酸钙(CaCO3)、硫酸钡(BaSo4)或其组合，以使发光元件120发出的光可被反射或折射。第二网点150的尺寸小于第一网点140，使光线在保护层130之间的行走距离增加，以提升画面光源的均匀度。
在一些实施例中，第二网点150的形状包括，但不限于圆形或多边形。在一些实施例中，第二网点150的直径约50微米至约300微米，例如约60微米、约70微米、约80微米、约90微米、约100微米、约150微米、约200微米、约250微米或者这些值中任意两者之间的任何值。在一些实施例中，第二网点150的厚度d3范围约5微米至约40微米，例如约10微米、约15微米、约20微米、约25微米、约30微米、约35微米或者这些值中任意两者之间的任何值。具体而言，第二网点150与第一网点140可同时通过网框X的穿孔Y印刷至保护层130上，因此第二网点150与第一网点140的材质、厚度可以相同或不同。
在一些实施例中，相邻的两个第一网点140之间，第二网点150的尺寸一致。具体而言，相同大小的第二网点150于相邻的两个第一网点140之间，彼此以等距离排列，以维持出光亮度并增加出光均匀性。在另一些实施例中，请参阅图6，相邻的两个第一网点140之间，第二网点150沿着远离第一网点140的方向由大到小排列。具体而言，第二网点150于相邻的两个第一网点140之间，由大到小到大的方式排列。
在又一些实施例中，请参阅图7，第一网点140与第二网点150的形态从剖面来看，呈现中央高于两侧，而呈现成弧形。应了解到，图5至图7所示的第一网点140与第二网点150的位置、数量及大小仅为示例，并且可依需求选择第一网点140与第二网点150的数量及大小。
请同时参阅图8至图10，图8示出本公开的另一实施方式的基板110的显示区112与周边区114的俯视示意图。为了图面简洁，省略了如图7的发光元件120、第一网点140、第二网点150的具体形态。图9及图10示出图8的线段A-A的制备网点于保护层130上的各工艺阶段的剖面示意图。基板110定义出显示区112以及周边区114，周边区114围绕显示区112。为了解决当发光元件120所发出的光源颜色为蓝色时，导致出光画面的周围偏蓝的情形，本公开的另一实施方式的背光模块100还包括多个第三网点152位于周边区114，且第三网点152为黄色以抑制画面周边区114偏蓝的情形。具体而言，位于周边区114的第二网点150的材质除了同上所述之外(包括，但不限于二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、碳酸钙(CaCO3)、硫酸钡(BaSo4)或其组合)，更掺杂1％至10％的黄色荧光粉。在一些实施例中，第三网点152于基板110的垂直投影与发光元件120于基板110的垂直投影不重叠。在一些实施例中，于图8的俯视下，周边区114的长度，相对整体显示区112与周边区114的长度占比约1％至约4.5％。
请参阅图9，将用于印刷网点的网框X对位于灯板(具有基板110、发光元件120与保护层130)上(类似于图2所示)，通过穿孔Y对位发光元件120后，将位于周边区114的第三网点152印刷于保护层130上。请参阅图10，接着再将位于显示区112的第一网点140与第二网点150印刷于保护层130上，其中第一网点140覆盖发光元件120。当发光元件120所发出的光源颜色为蓝色时，通过位于周边区114具有黄色荧光粉末的第三网点152，以实现抑制画面周边区114偏蓝的情形。
请再参阅回图1，本公开的另一实施方式的背光模块100还包括蓝光穿透膜160、色彩转换膜162、扩散板164及增亮光学膜166。在一些实施例中，当发光元件120所发出的光源颜色为蓝色时，蓝光穿透膜160设置于保护层130与第一网点140及/或第二网点150上，色彩转换膜162设置于蓝光穿透膜160上。通过色彩转换膜160及蓝光穿透膜162，将蓝光转为均匀白光光源。在一些实施例中，色彩转换膜162包括，但不限于量子点(Quantum Dot，QD)、无机荧光粉、有机荧光粉或其组合。在一些实施例中，扩散板164设置于色彩转换膜162上，使光源更均匀；增亮光学膜166设置于扩散板164上，使光源更明亮且均匀。
本公开的一些实施方式中，通过将网点直接印刷于灯板保护层上的做法，省略了扩散板当印刷基材而减少厚度。再者，网点与发光元件的对位直接于印刷的过程中完成，可省略后段组装时的对位及检查工序。
虽然本公开已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本公开，任何本领域技术人员，在不脱离本公开的构思和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本公开的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种背光模块，包含：
一基板；
多个发光元件，设置于该基板上；
一保护层，设置于该基板与该些发光元件上，且该保护层具有一上表面以及一相对于该上表面的下表面，其中该上表面为平面；以及
多个第一网点，设置于该保护层的上表面且分别覆盖该些发光元件，各该第一网点于该基板的垂直投影面积大于各该发光元件于该基板的垂直投影面积。
2.如权利要求1所述的背光模块，其中该些发光元件为蓝光发光二极管。
3.如权利要求1所述的背光模块，其中该些第一网点为白色。
4.如权利要求1所述的背光模块，还包含多个第二网点设置于该保护层上，该些第二网点的尺寸小于该些第一网点。
5.如权利要求4所述的背光模块，其中相邻的两个该第一网点之间，该些第二网点沿着远离相邻的该第一网点的方向由大到小排列。
6.如权利要求4所述的背光模块，其中该些第二网点的尺寸一致。
7.如权利要求4所述的背光模块，其中该些第二网点为白色。
8.如权利要求4所述的背光模块，
其中，该基板定义出一显示区以及一周边区，该周边区围绕该显示区；
其中，该些发光元件为蓝光发光二极管；以及
其中，背光模块还包含多个第三网点，该些第三网点位于该显示区，且该些第三网点的材料为白色反光材料掺杂黄色荧光粉。
9.如权利要求8所述的背光模块，还包含：
一蓝光穿透膜，设置于该保护层与该些第一网点上；以及
一色彩转换膜，设置于该蓝光穿透膜上。
10.如权利要求9所述的背光模块，还包含：
一扩散板，设置于该色彩转换膜上；以及
一增亮光学膜，设置于该扩散板上。
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