使用LED光源的背光模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种使用ＬＥＤ光源的背光模块，其中包括由具有至少一出光面所形成的导光片，以及由该导光片的其中一侧延伸一导光棒，导光片的厚度小于导光棒的直径，其中，该导光棒具有至少一入光口，对应于入光口处设置一高功率发光二极管模块：藉由单一的发光二极管的光源由入光口进入而在导光棒内部全反射的路径，其中一部份光源被先导入导光片内，其它部份则以螺旋旋转方式前进，逐渐将光导入导光片内，形成整个导光棒在Ｚ轴方向皆有光导入导光片内，因而形成一均匀度极佳的超薄型背光模块。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术有关于一种背光模块，特别是关于一种应用特别是在导光棒入光口 设置对应单一发光二极管，有效率的将光源耦合到超薄型导光片内，以构成液晶显 示器的背光装置。
技术介绍
最初的液晶显示器(LCD)的背光装置皆利用冷阴极管(CCFL)由侧面入射到导光 片的一端面以形成导光片。近年来，由于笔记型日趋轻薄，且要求省电，因此有部 分厂商，利用LED作为光源，以取代CCFL,达到省电且轻薄的目的。由于超薄型笔 记型计算机的背光模块内的导光片厚度已经达到lmm以内，甚至0.5咖左右，为了 将LED光源耦合进入如此超薄的导光片内，其LED的尺寸的发光面也必须下降到1, 以下的宽度，如此小的发光面，皆不适合大功率的LED(尤其1瓦以上的LED)的构 造。因此目前此类超薄型导光片，皆利用多数颗的小功率LED组成线状排列，构成 所谓的"光棒"(lightbat)，再由导光片的一个端面入射，以形成导光片。其结构 如图1所示。如图1所示，所谓的光棒ll,其由多颗LED13所组成，其中包含LED的推动 电路、控制电路及散热装置。利用多颗的边射型(edged-emitting) LED13构成类似线形光源射入导光片12。 目前的边射型LED其结构如图2所示。其中LED13本体结构中具备芯片131、发光窗口 132。其中发光窗口 132的大 小尺寸决定耦合到导光片12的光耦合效率。如果导光片12的厚度为0. 5mm，表示 发光窗口 22的宽度不能大于0. 5mm,否则光耦合效率不高。因此LED芯片大小也必 须远小于O. 5,以内。也因此在目前技术只能用小功率(O. 1W)左右的芯片，其尺寸 大小约O. 2mm左右。 一个大功率LED(1W以上)的芯片约在lmm，无法在小窗口中发 光。故，目前的超薄型的导光板内，皆使用多颗的小功率LED来形成。例如以一个 14英寸的笔记型计算机屏幕为例，需要使用约64颗小功率白光LED。不过，利用多颗的LED为光源，容易产生下列问题一、LED色泽不一，将使背光均匀度不佳。 二、各LED亮度不一，将使背光均匀度不佳。三、经过一段时间使用以后，色度及 亮度其衰减不一致，形成均匀度劣化的问题。四、LED数量多，只要任一颗损坏， 即形成不均匀现象，1吏用寿命缩短。五、必须将LED分类^吏用，增加成本。六、制 造过程中，必须逐颗加以检验LED,耗时耗工。另外一种已知的背光模块如图3分解图所示，是利用LED23为光源，并在导光 片22外侧加上一导光棒21,并在导光棒21处包覆一全反射片24。在此方式中， 导光棒21的某一侧面或某二侧面必须设置有散射沟槽211,由LED 23入射的光源 在导光棒21中经由散射沟槽211将光源导向全反射片24的位置，经过全反射片24 的结构设计将光源反向射入到导光片22的入射面221。在考虑高光效率情形下，此 全反射片24的结构的厚度往往必须大于导光棒21的厚度，因此这些效线性光源的 出光截面的厚度将远大于导光棒21的厚度。在实际运作上，如利用高功率LED， 则导光棒的厚度将需要在5mm以上，因此全反射片的结构厚度亦将至少在5mm,若 反之要求导光片的厚度在lmm之内的话，其光耦合效率将非常低。
技术实现思路
本技术将针对以上的缺点，提出一个新光学结构背光模块。 利用本技术所形成的背光模块，以利用一颗或两颗的高功率LED，即可产生前 述的多颗小功率LED的效果。也因为使用一或两颗LED,因此没有亮度及色度不均 匀的问题。也不会有时间劣化不均匀的现象更不需分类使用。因使用数量少，其损 坏机率降低，可以延长使用寿命。本技术的导光片模块，包括包括由至少具有一出光面所形成的导光片， 以及由该导光片的其中一侧延伸有一导光棒，导光片的厚度为小于导光棒的直径， 其中，该导光棒具有至少一入光口，对应于入光口处设置一高功率发光二极管模块； 藉由单一的发光二极管的光源由入光口进入而在导光棒内部全反射的行径，其中一 部份光源被先导入导光片内，其它部份则以螺旋旋转方式前进，逐渐将光导入导光 片内，形成整个导光棒在z轴方向皆有光导入导光片内，因而形成一均匀度极佳的 超薄型背光模块。附图说明图l示出了已知的背光模块； 图2示出了边射型LED的结构；图3示出了另一种已知的背光模块；图4示出了本技术的背光模组的其 一 种实施例架构； 图4A为沿图4的A-A'的剖面—见图；图5示出了本技术的背光模组的导光棒变化实施例； 图6示出了本技术的背光模组的应用多个光源实施例; 图7示出了本技术的背光模组的导光棒变化实施例； 图8示出了以图7架构所得光效率曲线图； 图9示出了本技术的背光模组的另一实施例架构； 图10示出了以图9实施例并列所成的应用例。具体实施方式有关本技术的前述及其它
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图的 较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。请参阅图4及图4A所示，图4为本技术的一个实施例立体图，图4A为图 4的A-A'的剖面图。其中光源LED33,可由白光LED或红、绿、蓝组成的LED皆可， 至少包括一出光面321所形成的导光片32,以及由高透明透光材料形成的导光棒 31，该导光片32之一侧面是竖立在导光10棒31的Z轴方向，其衔接部分紧密结 合或为一体成形。导光棒31与导光片32皆为高透明的透光材料，其折射率需尽量接近，最好为 一样。导光棒31与导光片32可以利用高精密模具一体成型，也可以利用融合技术， 将两个独立、相同折射率的透明塑料部件中间涂以透明接着剂，再利用紫外光干燥 后融合。导光片32的厚度为小于导光棒31的直径。举例来说1-3瓦的LED,其 出光面大小约5mm,因此可以选择导光棒的直径大小约为5mm,然而导光片的厚度 可以仅为0. 5mm即可。导光片32出光面321及背面322可另外设置有微结构，该 微结构泛指散射点、微透镜结构或经加工形成的V型沟槽，于背面322外侧另设置 一全反射面34,以将由微结构所导出的光线反射回出光面321。导光棒31的结构，其截面形状可以为圓柱型，或多边柱形，其表面需为全光 滑面，不设置有任何散射沟槽，光线将由导光棒31内部完全导入至导光片32中。 该导光棒31具有至少一入光311，对应于入光E1311处设置的LED33将为一高功率发光二极管冲莫块。在本图标中，导光4奉31的左边(LED入光口 311)为全透射面，另 一边的末端面312可以镀上全射面或贴上全反射膜，以将未完全导入导光片的剩余 光线再反射回到导光棒31内重新使用。由LED33入射的光线，在导光棒31内以内 部全反射(totalinternalreflecUon)的行径前进，将有一部份光被导入导光片32 内，其它部份则以螺旋旋转方式前进，在行进中逐渐将光导入导光片32内，如此 形成整个导光棒31朝z轴方向皆有光导入导光片32内。因为导光棒31为表面全 光滑面，所以光线在整个导光棒31中，除了朝向导光片32的可将光导入外，其它 光线在导光棒31皆被反射回来，并不会出射到其它部分，因而形成一个非常有效 率的光耦合结构。导光片32的出光面321及背面322降可进一步设置有微结构，该微结构泛指 散射点、微透镜结构或经加工形成的V型沟槽，导光片32的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用ＬＥＤ光源的背光模块，其特征在于，包括：一具有至少一出光面的导光片，平行于出光面的该导光片的任一表面形成有微结构；以及由该导光片的一侧延伸有一表面光滑的导光棒；其中，导光棒具有至少一入光口，对应于入光口处设置 一发光二极管模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王遵义，
申请(专利权)人：上海光远电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]