TWI528083B - 背光模組 - Google Patents

Description

背光模組

本發明涉及一種背光模組，特別是指一種直下式背光模組。

發光二極體作為新興的光源，已被廣泛地應用於各種用途當中。當前發光二極體應用較為普遍的領域當屬顯示器背光模組。因為發光二極體尺寸小的緣故，使用發光二極體作為背光模組的顯示器可以製造地較為輕薄，從而使顯示器的便攜性或觀賞性大為提升。

習知的直下式背光模組通常是採用發光二極體、透鏡以及擴散板配合的方式來對螢幕進行照明。發光二極體發出的白光經過透鏡的擴散後進入擴散板內，再經過擴散板的進一步散射，形成均勻的出光對螢幕照明。

然而，此種背光模組中，發光二極體是通過將黃色螢光粉塗覆在藍色發光晶片上來產生白光的。由於發光晶片面積較小，黃色螢光粉並不容易均勻地塗覆在發光晶片上。一旦塗覆不均，將容易導致藍光與黃光混合不均的問題，使發光二極體發出的白光出現偏色的現象。即使經過擴散板的散射，也難以消除白光的偏色的情況，致使最終照射至螢幕的光線出現色差，影響到螢幕的顯示效果。

因此，有必要提供一種混光均勻的背光模組。

一種背光模組，包括發光二極體、透鏡及擴散板，發光二極體包括發光晶片，擴散板內部均勻分佈有散射微粒及螢光粉顆粒，發光晶片發出的光線經由透鏡進入擴散板之後，經由散射微粒的散射而激發螢光粉顆粒，進而混合成均勻的白光射出擴散板。

由於擴散板的尺寸通常較大，因此螢光粉較容易均勻地分佈於擴散板內，可避免由於螢光粉分佈不均而導致的偏色現象。並且，光線是在擴散板內進行激發及混合，因此可進一步減少由於透鏡對於不同顏色光線的折射率不同而導致的偏色。

10‧‧‧螢幕

20‧‧‧基板

30‧‧‧發光二極體

32‧‧‧發光晶片

34‧‧‧封裝體

36‧‧‧基座

40‧‧‧透鏡

42‧‧‧入光面

44‧‧‧出光面

46‧‧‧支撐面

48‧‧‧空腔

50‧‧‧擴散板

52‧‧‧散射微粒

54‧‧‧螢光粉顆粒

圖1示出了本發明一實施例的背光模組的示意圖。

請參閱圖1，示出了本發明第一實施例的背光模組，其用於對一螢幕10進行照明。該背光模組包括一基板20、一發光二極體30、一透鏡40及一擴散板50。

本實施例中，基板20為一電路板，以為設於其上的發光二極體30提供電能。優選地，該基板20為一鋁基或銅基電路板，以在供電的同時對發光二極體30進行散熱。

發光二極體30固定於基板20頂面。發光二極體30包括一基座36、一固定於基座36頂面的發光晶片32及一覆蓋發光晶片32的封裝體34。該基座36優選採用陶瓷等導熱絕緣材料製成，以將發光晶片32工作產生的熱量傳遞至基板20上。本實施例中，該發光晶片32為藍光晶片，其可由氮化鎵、氮化銦鎵、氮化鋁銦鎵等半導體發 光材料製成。當然，其他的半導體發光材料也可用於製造本實施例的發光晶片32，以產生不同的發光顏色。該封裝體34由透明的材料製成，如環氧樹脂、矽膠、玻璃等等。封裝體34固定於基座36頂面以將發光晶片32與外界環境隔絕，防止發光晶片32受到外界的濕氣或粉塵的影響。該封裝體34呈一圓頂狀結構，其作為初級透鏡以對發光晶片32的光線進行初步調節。

該透鏡40覆蓋發光二極體30。該透鏡40也由透明的材料製成，如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。透鏡40包括一入光面42、一與入光面42相對的出光面44及一連接入光面42及出光面44的支撐面46。本實施例中，該入光面42為一凹面，出光面44為一凸面，支撐面46為一平面。該支撐面46置於基板20的頂面以將透鏡40支撐於基板20上。該入光面42圍設形成一空腔48，以收容發光二極體30。該入光面42的曲率優選大於出光面44的曲率，從而使透鏡40具有散射光線的作用。該透鏡40作為次級透鏡對發光二極體30發出的光線進行擴散，使藍光以較大的出射角入射至擴散板50上。

擴散板50由透光的材質製成，如聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯樹脂。擴散板50內均勻摻雜有散射微粒52及螢光粉顆粒54。散射微粒52可由諸如矽膠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯樹脂等材料製成，其粒徑優選在0.5~20μm之間。螢光粉顆粒54採用諸如釔鋁石榴石、矽酸鹽等激發出黃光的螢光材料製成，其粒徑優選在1~30μm之間。當然，螢光粉顆粒54還可以採用紅色螢光材料及綠色螢光材料混合製造，以獲得更佳的演色性。本實施例中，螢光粉顆粒54的粒徑大於散射微粒52的粒徑。散射微粒52及螢光粉顆粒54可在擴散板50成型之前就摻入尚處於液態的擴散板50材料 中，然後再通過攪拌或其他方式混合均勻之後，與液態的擴散板50材料一同射入成型。

發光二極體30發出的藍光經由透鏡40擴散之後，以較大的出射角射入擴散板50內。藍光在擴散板50內的傳播過程中，經由散射微粒52的折射及反射向各方向隨機散射。散射的藍光進而激發螢光粉顆粒54，使其發射黃光。激發的黃光再進一步與散射微粒52作用，再度被散射成向各方向隨機發射。最終，經過多次散射的藍光與黃光充分混合之後，從擴散板50射出並照射至螢幕10上，從而使螢幕10獲得均勻的白光。

由於擴散板50尺寸較大，因此螢光粉顆粒54在製造過程當中易於均勻分佈在擴散板50內，制程上容易控制。並且，由於藍光是在擴散板50內轉換成黃光再進行混合的，因此可減少由於透鏡40對於不同頻譜的光線的折射率不同而導致的偏色現象。因此，本發明的背光模組可實現較為均勻的照明效果。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

10‧‧‧螢幕

20‧‧‧基板

30‧‧‧發光二極體

32‧‧‧發光晶片

34‧‧‧封裝體

36‧‧‧基座

40‧‧‧透鏡

42‧‧‧入光面

44‧‧‧出光面

46‧‧‧支撐面

48‧‧‧空腔

50‧‧‧擴散板

52‧‧‧散射微粒

54‧‧‧螢光粉顆粒

Claims (9)

1. 一種背光模組，包括發光二極體、透鏡及擴散板，發光二極體包括發光晶片，其改良在於：擴散板內均勻分佈有散射微粒及螢光粉顆粒，所述散射微粒的粒徑小於螢光粉顆粒的粒徑，發光二極體發出的光線經過透鏡入射至擴散板後，經由散射微粒的散射而激發螢光粉顆粒發光，進而形成混光從導光板射出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中發光二極體發出的光線為藍光，螢光粉顆粒受激發發出的光線為黃光。
3. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中透鏡包括入光面及與入光面相對的出光面，透鏡的入光面圍設出收容發光二極體的空腔。
4. 如申請專利範圍第3項所述之背光模組，其中透鏡的入光面為凹面，出光面為凸面。
5. 如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其中透鏡的入光面的曲率大於出光面的曲率。
6. 如申請專利範圍第3項所述之背光模組，其中還包括支撐發光二極體的基板，透鏡固定於基板上。
7. 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中基板為一金屬基電路板。
8. 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中透鏡還包括連接入光面及出光面的支撐面，透鏡的支撐面置於基板上。
9. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中發光二極體還包括覆蓋發光晶片的封裝體，封裝體內未摻雜螢光粉。