專利名稱：光源以及具有該光源的背光模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種背光模塊ODacklight module)，且特別是有關于一種背光模塊中 的光源設計。
背景技術：
由于液晶顯示器具有低電壓操作、無輻射線散射、重量輕以及體積小等傳統(tǒng)陰極 射線管(Cathode Ray Tube, CRT)所制造的顯示器無法達到的優(yōu)點，因此液晶顯示器已成 為近年來顯示器研究的主要課題，且不斷地朝向彩色化發(fā)展。由于液晶顯示器為非自發(fā) 光型顯示器，因此需要背光模塊提供所需的光線，方可達到顯示的功能。近年來，隨著環(huán) 保意識的提升，背光模塊中所使用的發(fā)光元件已逐漸從冷陰極熒光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)轉(zhuǎn)換成更為環(huán)保的發(fā)光二極管元件。圖1為公知的背光模塊的剖面示意圖。請參照圖1，公知的背光模塊100包括一導 光板110、多個光源120以及多個光學膠130。導光板110具有入光面IlOa以及與入光面 IlOa相對的出光面110b，而各個光源120分別通過對應的光學膠130黏著于導光板110的 入光面IlOa上。從圖1可知，各個光源120包括承載器120a、多個發(fā)光二極管元件120b、光耦合板 120c以及環(huán)形反射器120d。發(fā)光二極管元件120b與光耦合板120c配置于承載器120a上， 且發(fā)光二極管元件120b所發(fā)出的光線從光耦合板120c的側(cè)表面S進入光耦合板120c，并 從光耦合板120c的頂表面T離開光耦合板120c。環(huán)形反射器120d覆蓋發(fā)光二極管元件 120b以及頂表面T的邊緣。此外，光耦合板120c的頂表面T通過光學膠130黏著于導光板 110的入光面IlOa上。圖1所繪示的光源120會有光線過于集中在光耦合板120c上方的問題，如圖1中 的X區(qū)域所示。此外，各個發(fā)光二極管元件120b所發(fā)出的部分光線在穿過光學膠130之后， 會被環(huán)形反射器120d的側(cè)壁反射，進而造成漏光的問題，如圖1中的Y區(qū)域所示。承上述， 公知的背光模塊100面臨了光學均勻性(uniformity)不佳的問題，且亟需解決。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種光源以及背光模塊，其具有良好的光學特性 (opticalcharacteristics)0本發(fā)明提供一種光源，其包括一承載器、多個固態(tài)發(fā)光元件、一光耦合板、一第一 反射器以及多個第二反射器。固態(tài)發(fā)光元件與光耦合板配置于承載器上，而光耦合板具有 一底表面、一頂表面、多個與底表面及頂表面鄰接(adjoin)的側(cè)表面以及一從底表面延伸 至頂表面的貫孔，且固態(tài)發(fā)光元件位于貫孔內(nèi)。第一反射器覆蓋貫孔，第二反射器配置于側(cè) 表面上，其中固態(tài)發(fā)光元件所發(fā)出的光線從貫孔的側(cè)壁進入光耦合板，并從頂表面離開光 耦合板。在本發(fā)明的一實施例中，前述的承載器例如為一線路板。
在本發(fā)明的一實施例中，前述的固態(tài)發(fā)光元件例如為側(cè)面發(fā)光型態(tài)的發(fā)光二極管 封裝兀件(side-view LED package)。在本發(fā)明的一實施例中，前述的各固態(tài)發(fā)光元件具有一發(fā)光面，且各發(fā)光面面向 貫孔的側(cè)壁。在本發(fā)明的一實施例中，前述的第一反射器的形狀與貫孔的形狀實質(zhì)上相同。在本發(fā)明的一實施例中，前述的貫孔包括圓形貫孔、橢圓形貫孔或多邊形貫孔。在本發(fā)明的一實施例中，前述的貫孔的側(cè)壁由多個曲面所構成。在本發(fā)明的一實施例中，前述的第一反射器為一反射片(reflective plate)，且 第一反射器與頂表面實質(zhì)上位于同一平面上。在本發(fā)明的一實施例中，前述的第一反射器與固態(tài)發(fā)光元件之間保有一間隙 (gap)。在本發(fā)明的一實施例中，前述的第二反射器包括多個反射片或多個反射鍍層 (reflective coating)0在本發(fā)明的一實施例中，前述的光源可進一步包括一光學填充材料 (opticalfiller)，填于貫孔內(nèi)以包覆固態(tài)發(fā)光元件，其中光學填充材料的折射率與光耦合 板的折射率不同。在本發(fā)明一實施例中，前述的光源可進一步包括一第三反射層，此第三反射層配 置于承載器與光耦合板的底表面之間。舉例而言，第三反射層例如為一白色反射片(white sheet)ο本發(fā)明另提供一種背光模塊，其包括至少一個上述的光源、一導光板以及至少一 光學膠。導光板具有一入光面以及一與入光面相對的出光面，而光源的第一反射器以及光 耦合板的頂表面通過光學膠黏著于導光板的入光面上。在本發(fā)明的一實施例中，前述的導光板的頂表面具有多個光學微結(jié)構(optical micro-structures)，而這些光學微結(jié)構例如為網(wǎng)點、V型槽(V_cut)或其他適于使光線散 射的光學微結(jié)構。由于本發(fā)明將固態(tài)發(fā)光元件設置于光耦合板的貫孔內(nèi)，并利用覆蓋于上貫孔的第 一反射器以及配置于光耦合板的側(cè)表面上的第二反射器以使光線能夠均勻地從光耦合板 的頂表面被導出，因此本發(fā)明的光源以及背光模塊具有良好的光學特性。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例， 并配合所附附圖，作詳細說明如下。
圖1為公知的背光模塊的剖面示意圖；圖2A為本發(fā)明一實施例的背光模塊的仰視示意圖；圖2B為本發(fā)明一實施例的背光模塊的剖面示意圖；圖2C為本發(fā)明一實施例的光源的俯視示意圖；圖3為本發(fā)明另一實施例的光耦合板的示意圖；圖4為本發(fā)明另一實施例的背光模塊的剖面示意圖；圖5為公知技術與本申請的一實施例的光學特性比較。
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其中，附圖標記
100 背光模塊 110:導光板
IlOa:入光面 IlOb出光面
120 光源120a 承載器
120b 發(fā)光二極管元件120c 光耦合板
120d 環(huán)形反射器130 光學膠
X、Y 區(qū)域200、200，背光模塊
210 導光板210a 入光面
210b 出光面220,220'光源
220a 承載器220b 固態(tài)發(fā)光元件
220c 光耦合板220d 第一反射器
220e 第二反射器220f 第三反射器
230 光學膠B 底表面
T 頂表面S 側(cè)表面
H:貫孔E 發(fā)光面
具體實施例方式圖2A為本發(fā)明一實施例的背光模塊的仰視示意圖，圖2B為本發(fā)明一實施例的背 光模塊的剖面示意圖，而圖2C為本發(fā)明一實施例的光源的俯視示意圖。請同時參照圖2A至 圖2C，本實施例的背光模塊200包括導光板210、一個或多個光源220以及光學膠230。導 光板210具有入光面210a以及與入光面210a相對的出光面210b，而光源220桶過光學膠 230黏著于導光板210的入光面210a上。在本實施例中，背光模塊200中的光源220的數(shù)量 可依據(jù)產(chǎn)品需求而作適度的更動，舉例而言，當背光模塊200應用于小尺寸的液晶面板時， 可采用單一光源220，反之，當背光模塊200應用于中、大尺寸的液晶面板時，可采用多個陣 列排列的光源220。如圖2A所示，光源220等距排列于導光板210下方，而每一個光源220 對應于導光板210上的其中一個子照明區(qū)域L。在本實施例中，二相鄰光源220的間距與光 源220內(nèi)部的光學設計相關，本領域技術人員可根據(jù)光源220內(nèi)部的光學設計而調(diào)整光源 220的排列間距，故本實施例不限定光源220的排列間距。請參照圖2B與圖2C，本實施例的光源220包括承載器220a、多個固態(tài)發(fā)光元件 220b、光耦合板220c、第一反射器220d以及多個第二反射器220e，其中固態(tài)發(fā)光元件220b 與光耦合板220c皆配置于承載器220a上，而光耦合板220c具有底表面B、頂表面T、多個 與底表面B及頂表面T鄰接的側(cè)表面S以及從底表面B延伸至頂表面T的貫孔H，且固態(tài)發(fā) 光元件220a位于貫孔H內(nèi)。第一反射器220d覆蓋貫孔H，第二反射器220e則配置于光耦 合板220c的側(cè)表面S上，其中固態(tài)發(fā)光元件220b所發(fā)出的光線從貫孔H的側(cè)壁SW進入光 耦合板220c，并從頂表面T離開光耦合板220c。此外，第一反射器220e以及光耦合板220c 的頂表面T通過光學膠230黏著于導光板210的入光面210a上。在本實施例中，承載器220a例如為一線路板。舉例而言，前述的線路板例如為一 般常見的FR-4印刷電路板、FR-5印刷電路板、金屬核心印刷電路板(Metal Core Printed Circuit Board，MCPCB)。此外，前述的線路板亦可以是可撓性印刷線路(Flexible PrintedCircuit, FPC)。固態(tài)發(fā)光元件220b例如為側(cè)面發(fā)光型態(tài)的發(fā)光二極管封裝元件(side-viewLED package)，且固態(tài)發(fā)光元件220b例如以表面黏著技術(Surface MountTechnology, SMT)設 置于承載器220a上，并與承載器220a電性連接。此外，本實施例的各固態(tài)發(fā)光元件220b 具有發(fā)光面E，且各發(fā)光面E面向貫孔H的側(cè)壁SW。在本實施例中，光耦合板220c例如為正方形的光耦合板，其邊長例如為10毫米至 20毫米之間，且光耦合板220c的貫孔H例如為圓形貫孔(繪示于圖2C中，其直徑例如為5 毫米至8毫米之間)、橢圓形貫孔(未繪示)或多邊形貫孔(未繪示)。在其他可行的實施 例中，貫孔H的側(cè)壁SW亦可以是由多個曲面所構成，如圖3所示。當貫孔H的側(cè)壁SW是由 多個曲面所構成時，此貫孔H設計將有助于光線分布的均勻性。在本實施例中第一反射器 220d的形狀可隨著貫孔H的形狀變化，換言之，第一反射器220d的形狀與貫孔H的形狀實 質(zhì)上相同，然本實施例并不限定第一反射器220d的形狀。值得注意的是，第一反射器220d主要的功能是遮蔽及/或反射固態(tài)發(fā)光元件220b 所發(fā)出的光線，以使絕大部分的光線能夠從貫孔H的側(cè)壁SW進入光耦合板220c，并從頂表 面T離開光耦合板220c。由于第一反射器220d可以避免固態(tài)發(fā)光元件220b所發(fā)出的部份 光線直接往上傳遞而穿過光學膠230以及導光板210，故第一反射器220d可以改善發(fā)生在 固態(tài)發(fā)光元件220b上方的光線強度過大的問題。在本實施例中，第一反射器220d為一反 射片(ref Iectiv印late)，且第一反射器220d與光耦合板220c的頂表面T實質(zhì)上位于同一 平面上。然而，本發(fā)明不限定第一反射器220d所在的水平位置，第一反射器220d亦可以略 高于或是略低于光耦合板220c的頂表面T。由圖2B可清楚得知，第一反射器220d與固態(tài)發(fā)光元件220b之間保有一間隙 (gap)，換言之，用以容納固態(tài)發(fā)光元件220b的貫孔H內(nèi)并未進一步填充其他材料。由于貫 孔內(nèi)的介質(zhì)(例如空氣)與光耦合板220c分別具由不同的折射率，故固態(tài)發(fā)光元件220b 所發(fā)出的光線在經(jīng)過貫孔H的側(cè)壁SW時，會產(chǎn)生折射現(xiàn)象，有助于光線的發(fā)散。值得注意 的是，在本發(fā)明的其他實施例中，可將光學填充材料(optical filler)填于貫孔H內(nèi)以包 覆固態(tài)發(fā)光元件220b，使固態(tài)發(fā)光元件220b獲得進一步的保護。前述的光學填充材料的折 射率需與光耦合板220c的折射率不同，已確保光線在經(jīng)過貫孔H的側(cè)壁SW時會產(chǎn)生折射 現(xiàn)象。在本實施例中，配置于側(cè)表面S上的第二反射器220e例如為多個反射片或多個反 射鍍層(reflective coating)。第二反射器220e的主要功能在于將進入光耦合板220c內(nèi) 的部分光線反射至第一反射器220d與固態(tài)發(fā)光元件220b上方。詳言之，從貫孔H的側(cè)壁 SW進入光耦合板220c內(nèi)的光線分以大致上區(qū)分為兩種，其一為直接穿過光耦合板220c的 頂表面T、光學膠230以及導光板210的光線，另一為經(jīng)過第二反射器220e反射后才穿過光 耦合板220c的頂表面Τ、光學膠230以及導光板210的光線，這兩種光線的比例若控制得 宜，本實施例將可以獲得均勻度良好的面光源。舉例而言，本領域技術人員可以選擇性地在 導光板210的頂表面210b制作一些光學微結(jié)構(optical micro-structures)，以調(diào)整導光 板210的頂表面210b上光線分布的均勻性。這些光學微結(jié)構例如為網(wǎng)點、V型槽(V-cut) 或其他適于使光線散射的光學微結(jié)構。圖4為本發(fā)明另一實施例的背光模塊的剖面示意圖。請參照圖4，本實施例的背光模塊200’與圖2B中的背光模塊200類似，但二者主要差異之處在于本實施例的背光模 塊200’中的光源220’可進一步包括第三反射層220f，此第三反射層220f配置于承載器 220a與光耦合板220c的底表面B之間。舉例而言，第三反射層220f例如為一白色反射片 (white sheet)或其他適合的反射片。實驗例圖5為公知技術與本申請的一實施例的光學特性比較。請參照圖5，從左上方以及 右上方的兩個照度(irradiance)分布圖可知，與公知技術相較，本申請的光源設計具有較 佳的光線分布的均勻性。此外，從左下方以及右下方的兩個漏光(Light Leakage)能量分 布圖可知，與公知技術相較，本申請的光源設計的漏光現(xiàn)象較為輕微。由于本發(fā)明將固態(tài)發(fā)光元件設置于光耦合板的貫孔內(nèi)，并利用覆蓋于上貫孔的第 一反射器以及配置于光耦合板的側(cè)表面上的第二反射器以使光線能夠均勻地從光耦合板 的頂表面被導出，因此本發(fā)明的光源以及背光模塊具有良好的光學特性。當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟 悉本領域的技術人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變 形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種光源，其特征在于，包括一承載器；多個固態(tài)發(fā)光元件，配置于該承載器上；一光耦合板，配置于該承載器上，該光耦合板具有一底表面、一頂表面、多個與該底表 面及該頂表面鄰接的側(cè)表面以及一從該底表面延伸至該頂表面的貫孔，這些固態(tài)發(fā)光元件 位于該貫孔內(nèi)；一第一反射器，覆蓋該貫孔；以及多個第二反射器，配置于這些側(cè)表面上，其中這些固態(tài)發(fā)光元件所發(fā)出的光線從該貫 孔的側(cè)壁進入該光耦合板，并從該頂表面離開該光耦合板。
2.根據(jù)權利要求1所述的光源，其特征在于，該承載器包括一線路板。
3.根據(jù)權利要求1所述的光源，其特征在于，這些固態(tài)發(fā)光元件包括側(cè)面發(fā)光型態(tài)的 發(fā)光二極管封裝元件。
4.根據(jù)權利要求1所述的光源，其特征在于，各該固態(tài)發(fā)光元件具有一發(fā)光面，且各該 發(fā)光面面向該貫孔的側(cè)壁。
5.根據(jù)權利要求1所述的光源，其特征在于，該第一反射器的形狀與該貫孔的形狀實 質(zhì)上相同。
6.根據(jù)權利要求1所述的光源，其特征在于，該貫孔包括圓形貫孔、橢圓形貫孔或多邊 形貫孔。
7.根據(jù)權利要求1所述的光源，其特征在于，該貫孔的側(cè)壁由多個曲面所構成。
8.根據(jù)權利要求1所述的光源，其特征在于，該第一反射器為一反射片，且該第一反射 器與該頂表面實質(zhì)上位于同一平面上。
9.根據(jù)權利要求8所述的光源，其特征在于，該第一反射器與這些固態(tài)發(fā)光元件之間保有一間隙。
10.根據(jù)權利要求1所述的光源，其特征在于，這些第二反射器包括多個反射片或多個反射鍍層。
11.根據(jù)權利要求1所述的光源，其特征在于，更包括一光學填充材料，填于該貫孔內(nèi) 以包覆這些固態(tài)發(fā)光元件，其中該光學填充材料的折射率與該光耦合板的折射率不同。
12.根據(jù)權利要求1所述的光源，其特征在于，更包括一第三反射層，配置于該承載器 與該光耦合板的該底表面之間。
13.一種背光模塊，其特征在于，包括 至少一個權利要求1所述的光源；一導光板，具有一入光面以及一與該入光面相對的出光面；以及 至少一光學膠，該光源的該第一反射器以及該光耦合板的該頂表面通過該光學膠黏著 于該導光板的該入光面上。
14.根據(jù)權利要求13所述的背光模塊，其特征在于，該承載器包括一線路板。
15.根據(jù)權利要求13所述的背光模塊，其特征在于，這些固態(tài)發(fā)光元件包括側(cè)面發(fā)光 型態(tài)的發(fā)光二極管封裝元件。
16.根據(jù)權利要求13所述的背光模塊，其特征在于，各該固態(tài)發(fā)光元件具有一發(fā)光面， 且各該發(fā)光面面向該貫孔的側(cè)壁。
17.根據(jù)權利要求13所述的背光模塊，其特征在于，該第一反射器的形狀與該貫孔的 形狀實質(zhì)上相同。
18.根據(jù)權利要求13所述的背光模塊，其特征在于，該貫孔包括圓形貫孔、橢圓形貫孔 或多邊形貫孔。
19.根據(jù)權利要求13所述的背光模塊，其特征在于，該貫孔的側(cè)壁由多個曲面所構成。
20.根據(jù)權利要求13所述的背光模塊，其特征在于，該第一反射器為一反射片，且該第 一反射器與該頂表面實質(zhì)上位于同一平面上。
21.根據(jù)權利要求20所述的背光模塊，其特征在于，該第一反射器與這些固態(tài)發(fā)光元 件之間保有一間隙。
22.根據(jù)權利要求13所述的背光模塊，其特征在于，這些第二反射器包括多個反射片 或多個反射鍍層。
23.根據(jù)權利要求13所述的背光模塊，其特征在于，該光源更包括一光學填充材料，填 于該貫孔內(nèi)以包覆這些固態(tài)發(fā)光元件，其中該光學填充材料的折射率與該光耦合板的折射 率不同。
24.根據(jù)權利要求13所述的背光模塊，其特征在于，該光源更包括一第三反射層，配置 于該承載器與該光耦合板的該底表面之間。
25.根據(jù)權利要求13所述的背光模塊，其特征在于，該導光板的該頂表面具有多個光 學微結(jié)構。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光源及具有該光源的背光模塊。該光源包括一承載器、多個固態(tài)發(fā)光元件、一光耦合板、一第一反射器以及多個第二反射器。固態(tài)發(fā)光元件與光耦合板配置于承載器上，而光耦合板具有一底表面、一頂表面、多個與底表面及頂表面鄰接的側(cè)表面以及一從底表面延伸至頂表面的貫孔，且固態(tài)發(fā)光元件位于貫孔內(nèi)。第一反射器覆蓋貫孔，第二反射器配置于側(cè)表面上，其中固態(tài)發(fā)光元件所發(fā)出的光線從貫孔的側(cè)壁進入光耦合板，并從頂表面離開光耦合板。
文檔編號F21S8/00GK102121622SQ20101055785
公開日2011年7月13日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權日2010年11月22日
發(fā)明者何振弘 申請人:友達光電股份有限公司