專利名稱：背光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光模塊(back-light module)。并且特別地，本發(fā)明涉及一種具有雙層發(fā)光源架構(gòu)的背光模塊。
背景技術(shù)：
眾所皆知，液晶顯示裝置是借由液晶面板來顯示圖像。但是，液晶面板本身不發(fā)光，必須借由所謂的背光模塊來達到發(fā)光功能，因此背光模塊是液晶顯示裝置重要的零組件?，F(xiàn)行背光模塊大多采用發(fā)光二極管(light-emitting diode)做為發(fā)光光源，其架構(gòu)大致區(qū)分為直下式背光模塊以及側(cè)光式背光模塊。直下式背光模塊具有出光效率高、不需導光板、零組件較少等優(yōu)點，但是也具有光均齊度較低、模塊較厚等缺點。直下式背光模塊區(qū)分為兩種類型。第一種類型的直下式背光模塊是直接將發(fā)光二極管排列在燈箱內(nèi)。但是，為了發(fā)光二極管能充分混光，需要一定厚度的燈箱。此外，第一種類型的直下式背光模塊需要的發(fā)光二極管顆數(shù)最多，整體的厚度也最厚。第二種類型的直下式背光模塊是以第一種類型直下式背光模塊為基礎(chǔ)，在每一顆發(fā)光二極管上安裝透鏡來分光，以減少發(fā)光二極管混光的空間，并減少發(fā)光二極管的用量。但是，第二種類型直下式背光模塊成本較高， 且仍需要混光空間混光而需具有一定厚度的燈箱。側(cè)光式背光模塊的主要結(jié)構(gòu)由發(fā)光光源、導光板(light guide plate)、光學膜片 (例如棱鏡片、擴散片、反射片等)、光源反射罩以及外部結(jié)構(gòu)體(例如，邊框(bezel)等) 所構(gòu)成。背光模塊中的光源要如何有效率的被應(yīng)用，導光板占重要影響因素。由于背光模塊的光源使用效率重點在于導光板上微結(jié)構(gòu)與其外型設(shè)計以及光源的種類，因此，如何對導光板進行有效率的設(shè)計，使得整體出光的亮度與光均齊度表現(xiàn)達到期望，為主要設(shè)計的考慮因素。但是，導光板仍具有相當?shù)暮穸?，導致?cè)光式背光模塊仍嫌厚重。并且，導光板上微結(jié)構(gòu)的設(shè)計需視液晶面板的尺寸而定，也就是說針對小尺寸液晶面板的導光板設(shè)計無法應(yīng)用在針對大尺寸液晶面板的側(cè)光式背光模塊內(nèi)。針對大尺寸液晶面板，一些側(cè)光式背光模塊內(nèi)的導光板甚至采用多個小尺寸導光板拼接組成，此造成整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、導光板定位困難、組裝難度提升、整體機構(gòu)強度降低、量產(chǎn)性降低、成本相對提高等問題。對背光模塊現(xiàn)有技術(shù)的了解，即可看出當下仍需要有一種新的背光模塊架構(gòu)，以滿足背光模塊關(guān)于出光效率高、高輝度、高均齊度、高機構(gòu)強度、結(jié)構(gòu)簡化、輕薄等要求，并且具有制造成本低、針對不同尺寸液晶面板容易設(shè)計等優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種具有雙層發(fā)光源架構(gòu)的背光模塊，并且能達到出光效率高、高輝度、高均齊度、高機構(gòu)強度、結(jié)構(gòu)簡化等要求，并且具有制造成本低、針對不同尺寸液晶面板容易設(shè)計等優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明的背光模塊無需厚重的燈箱，其主要的光學元件其上也無需形成微結(jié)構(gòu)，致使背光模塊整體相當輕薄。
根據(jù)本發(fā)明的一較佳具體實施例的背光模塊包含主光源裝置(primary light source)以及次光源裝置(secondary light source) 0主光源裝置包含至少二子光源裝置 (sub-light source) 0至少二子光源裝置位于同一水平面上，且彼此鄰接設(shè)置。每一子光源具有個別的第一出光面(exit surface)，并且從第一出光面射出第一光線。次光源裝置設(shè)置于主光源裝置上，并且具有第二出光面。第二出光面遠離第一出光面，并且第二出光面上包含至少一出光區(qū)域(exit region)。每一出光區(qū)域位于至少二子光源裝置的一個鄰接處上。次光源裝置從至少一出光區(qū)域射出第二光線。于一具體實施例中，每一子光源裝置包含多個第一發(fā)光元件以及第一導光元件。 每一第一導光元件包含第一導光層、第一光學層以及第二光學層。第一導光層位于第一光學層及第二光學層之間，并且第一導光層的折射率大于第一光學層及第二光學層的折射率，故第一導光元件的實施形態(tài)例如與光纖形態(tài)相似，可使光線在第一導光元件內(nèi)全反射前進，并同時進行混光，而于第一光學層上再設(shè)有多個第一開口，這些第一開口會破壞光線在第一導光元件內(nèi)全反射前進的狀態(tài)，因此光線在遇到第一開口時，便會由第一開口射出， 而成為混光完全且具均齊度的平面光源。于一具體實施例中，第一導光元件包含第一側(cè)邊以及相對于第一側(cè)邊的第二側(cè)邊。多個第一發(fā)光元件對應(yīng)設(shè)置于第一側(cè)邊。于另一具體實施例中，第一導光元件包含第一側(cè)邊以及相對于第一側(cè)邊的第二側(cè)邊。多個第一發(fā)光元件對應(yīng)設(shè)置于第二側(cè)邊。于另一具體實施例中，第一導光元件包含第一側(cè)邊以及相對于第一側(cè)邊的第二側(cè)邊。多個第一發(fā)光元件同時對應(yīng)設(shè)置于第一側(cè)邊與第二側(cè)邊。于一具體實施例中，次光源裝置包含多個第二發(fā)光元件以及第二導光元件。第二導光元件包含第二導光層、第三光學層以及第四光學層。第二導光層位于第三光學層及第四光學層之間，并且第二導光層的折射率大于第三光學層及第四光學層的折射率。特別地， 第三光學層具有多個第二開口。多個第二開口對應(yīng)至少一出光區(qū)域。進一步，第四光學層也具有多個第二開口，多個第二開口對應(yīng)至少一出光區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的另一較佳具體實施例的背光模塊進一步包含至少一遮光元件。至少一遮光元件覆蓋至少二子光源裝置的一個鄰接的空隙。根據(jù)本發(fā)明的另一較佳具體實施例的背光模塊進一步包含反光元件。反光元件安置于至少二子光源裝置下方。根據(jù)本發(fā)明的另一較佳具體實施例的背光模塊，其每一第一導光元件并且包含一反光層。反光層形成于第二光學層上。本發(fā)明的背光模塊能達到出光效率高、高輝度、高均齊度、高機構(gòu)強度、結(jié)構(gòu)簡化、 輕薄等要求，并且具有制造成本低、針對不同尺寸液晶面板容易設(shè)計等優(yōu)點。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以借由以下的發(fā)明詳述及所附附圖得到進一步的了解。


圖1是本發(fā)明背光模塊的一較佳具體實施例的架構(gòu)示意圖。圖2是圖1的背光模塊沿第1圖中的A-A線的剖面視圖?！?020〕圖3是根據(jù)本發(fā)明子光源裝置實施例的剖面視圖。
〔0021〕圖4是根據(jù)本發(fā)明子光源裝置的另一實施例的剖面視圖。
〔0022〕圖5是本發(fā)明背光模塊的另一較佳具體實施例的架構(gòu)示意圖。
〔0023〕并且，上述附圖中的附圖標記說明如下
^002431 背光模塊2 主光源裝置
^0025320 子光源裝置 22 第一出光面
〔0026〕24第一導光元件242軟性電路板
咖27]26 第一導光元件260 第一側(cè)邊
^00283261 第二側(cè)邊 262 第一導光層
〔0029〕264 第一光學層 266 第二光學層
^0030^268第一開口 3 次光源裝置
^0031332第二出光面 34出光區(qū)域
〔0032〕36第二發(fā)光元件362軟性電路板
〔0033〕38 第二導光元件380 第一側(cè)邊
〔0034〕381 第二側(cè)邊 382 第二導光層
〔0035〕384第三光學層 386 第四光學層
〔0〇36〕388第二開口 4遮光元件
〔0037〕5 反光元件269 反光層
〔0038〕11 第一光線12 第二光線
具體實施例方式
〔0039〕 本發(fā)明提供一種背光模塊，并且特別地，根據(jù)本發(fā)明的背光模塊具有雙層發(fā)光源 架構(gòu)。并且，根據(jù)本發(fā)明的背光模塊能達到出光效率高、高輝度、高均齊度、高機構(gòu)強度、結(jié) 構(gòu)簡化等要求，并且具有制造成本低、針對不同尺寸液晶面板容易設(shè)計等優(yōu)點。并且，根據(jù) 本發(fā)明的背光模塊無需厚重的燈箱，致使背光模塊整體相當輕薄。以下將詳述本發(fā)明的具 體實施例，借以充分解說本發(fā)明的特征、精神、優(yōu)點以及可實施性。
〔0040〕 請參閱圖1及圖2，圖1是根據(jù)本發(fā)明的一較佳具體實施例的背光模塊1的架構(gòu)示 意圖。圖1中的各元件特別加上透視圖以表彰其結(jié)構(gòu)特性。圖2是圖1中的背光模塊1沿 圖1中的六-八線的剖面視圖。
〔0041〕 如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的較佳具體實施例的背光模塊1包含主光源裝置2以及 次光源裝置3。主光源裝置2包含至少二子光源裝置20。至少二子光源裝置20位于同一 水平面上，且彼此鄰接設(shè)置。為說明方便，圖1僅示出兩個子光源裝置20。每一子光源20 具有個別的第一出光面22，并且從第一出光面22射出第一光線11，如圖3所示。圖2是根 據(jù)本實施例的子光源裝置20的剖面視圖。
〔0042〕 同樣示于圖1，次光源裝置3設(shè)置于主光源裝置2上，并且具有第二出光面32。第 二出光面32遠離第一出光面22，并且特別地，第二出光面32上包含至少一出光區(qū)域34。每 一出光區(qū)域34位于至少二子光源裝置20的一個鄰接處上。次光源裝置3從至少一出光區(qū) 域34射出第二光線12。為說明方便，圖1僅示出其中一個出光區(qū)域34。每一子光源20射 出的第一光線會通過次光源3的第二導光元件38，如圖2所示。
于一具體實施例中，如圖1所示，每一子光源裝置20包含多個第一發(fā)光元件M以及第一導光元件26。每一第一導光元件沈包含第一導光層沈2、第一光學層沈4以及第二光學層沈6。第一導光層262位于第一光學層264及第二光學層266之間。第一光學層264 提供第一出光面22。例如，如圖1所示，第一光學層264形成于第一導光層沈2的上表面上，第二光學層266形成于第一導光層沈2的下表面上，因此每一子光源裝置20所發(fā)出的第一光線Ll于進入第一導光元件沈后，將自第一光學層264提供的第一出光面22射出。 更進一步說，由于第一光學層264具有多個第一開口沈8。而每一子光源裝置20中，多個第一發(fā)光元件M發(fā)射第一光線Ll射入第一導光元件26。特別說明的是，如圖3所示，因為第一光學層264與第二光學層沈6的折射率小于第一導光層沈2的折射率，致使第一光線Ll 在第一導光元件26內(nèi)全反射前進。而多個第一開口 268會破壞第一光線Ll在第一導光元件沈內(nèi)全反射前進的狀態(tài)，因此在第一光線Ll遇到第一開口 268時，便會由第一開口 268 射出，亦即從第一出光面22射出。故第一導光元件沈的實施形態(tài)例如與光纖形態(tài)相似，可使第一光線L在第一導光元件沈內(nèi)全反射前進，并同時進行混光，而于第一光學層264上再設(shè)有多個第一開口沈8，這些第一開口 268會破壞第一光線Ll在第一導光元件沈內(nèi)全反射前進的狀態(tài)，因此第一光線Ll在遇到第一開口 268時，便會由第一開口 268射出，而成為混光完全且具均齊度的平面光源。于一具體實施例中，如圖3所示，第一導光元件沈包含第一側(cè)邊沈0以及相對于第一側(cè)邊260的第二側(cè)邊。于每一子光源裝置20中，多個第一發(fā)光元件M設(shè)置于第一導光元件沈的第一側(cè)邊260處。圖4是根據(jù)本發(fā)明的子光源裝置20的另一具體實施例剖面視圖。如圖4所示，于每一子光源裝置20中，多個第一發(fā)光元件M設(shè)置于第一導光元件沈的第二側(cè)邊261處。于另一具體實施例中，如圖1中所示，于每一子光源裝置20中，多個第一發(fā)光元件 24同時對應(yīng)設(shè)置于第一導光元件沈的第一側(cè)邊沈0與第二側(cè)邊沈1。于一具體實施例中，如圖1所示，次光源裝置3包含多個第二發(fā)光元件36以及第二導光元件38。第二導光元件38包含第二導光層382、第三光學層384以及第四光學層 386。第二導光層382位于該第三光學層384及該第四光學層386之間。第三光學層384提供第二出光面32。例如，如圖1所示，第三光學層384形成于第二導光層382的上表面上， 第四光學層386形成于第二導光層382的下表面上。同樣示于圖1，第三光學層384具有多個第二開口 388，并且多個第二開口 388對應(yīng)至少一出光區(qū)域34。多個第二發(fā)光元件36用以發(fā)射第二光線L2射入第二導光元件38， 更進一步言，第二光線L2射入于第二導光層382內(nèi)。特別地，第三光學層384與第四光學層386的折射率小于第二導光層382的折射率，致使第二光線L2在第二導光元件38內(nèi)(亦即第二導光層382內(nèi))全反射前進且于遇到一個第二開口 388時，從第二開口 388所對應(yīng)的出光區(qū)域34射出。并且，從第一開口 268射出的第一光線Ll會通過第二導光元件38，并不會發(fā)生全反射，如圖2所示。須強調(diào)的是，第二光線L2為補足兩子光源裝置2的鄰接的空隙造成不足的第一光線Li，以提升根據(jù)本發(fā)明的背光模塊1整體的均齊度。于一具體實施例中，多個第二發(fā)光元件36設(shè)置于第二導光元件38的第一側(cè)邊380處。于另一具體實施例中，多個第二發(fā)光元件36設(shè)置于第二導光元件38的相對于第一側(cè)邊380的第二側(cè)邊381處。于另一具體實施例中，多個第二發(fā)光元件36同時對應(yīng)設(shè)置于第二導光元件38的第一側(cè)邊380與第二側(cè)邊381處。于實際應(yīng)用中，第一發(fā)光元件M以及第二發(fā)光元件36皆為發(fā)光二極管。如圖1 所示，多顆第一發(fā)光元件M設(shè)置于軟性電路板242上，一同安置在第一導光元件沈的一側(cè)邊處。多顆第二發(fā)光元件36設(shè)置于軟性電路板362上，一同安置在第二導光元件38的一側(cè)邊處。于實際應(yīng)用中，多個第一開口 268是借由激光光束根據(jù)預(yù)設(shè)圖案照射第一光學層沈4，進而破壞第一光學層264而形成。多個第二開口 388同樣地是借由激光光束根據(jù)預(yù)設(shè)圖案照射第三光學層384或第四光學層386，進而破壞第三光學層384或第四光學層386而形成。針對不同尺寸液晶面板，僅需計算好多個第一開口 268以及多個第二開口 388形成的位置，再行自動化執(zhí)行激光光束照射破壞該等光學層形成多個第一開口 268以及多個第二開口 388。因此本發(fā)明的背光模塊1可達成光效率高、高輝度、高均齊度等要求，并且具有制造成本低、針對不同尺寸液晶面板容易設(shè)計等優(yōu)點。此外，設(shè)置于軟性電路板242上的多顆第一發(fā)光元件M整體厚度，以及設(shè)置于軟性電路板362上的多顆第二發(fā)光元件36，可以設(shè)計在Imm以下。第一導光元件沈以及第二導光元件38，可以設(shè)計在Imm以下。因此本發(fā)明的背光模塊1可達到結(jié)構(gòu)簡化、輕薄的要求。并且，由于根據(jù)本發(fā)明的背光模塊1其第一導光元件沈及第二導光元件38實際上為薄板型態(tài)元件，足見其可撓性高，能輕易地配合外部結(jié)構(gòu)體，例如，根據(jù)本發(fā)明的背光模塊1 可直接貼附于支撐背板上，組裝簡單并且無機構(gòu)強度問題。同樣示于圖1，根據(jù)本發(fā)明的另一較佳具體實施例的背光模塊1進一步包含至少一遮光元件4。為說明方便，圖1僅示出其中一個遮光元件4。特別地，每一遮光元件4覆蓋至少二子光源裝置2的一個鄰接的空隙，用以遮住安置在兩子光源裝置2的鄰接的空隙處的第一發(fā)光元件M發(fā)射的第一光線Li。出光區(qū)域34位于遮光元件4上方。于一具體實施例中，第四光學層386也具有多個第二開口 388。同樣地，第四光學層386的多個第二開口 388對應(yīng)至少一出光區(qū)域34。第四光學層386的多個第二開口 388 的形成位置經(jīng)計算，可讓第二光線L2在第二導光元件38內(nèi)全反射前進且于遇到第四光學層386的多個第二開口 388中的一個第二開口 388時，便會由第二開口 388射出，進而由遮光元件4反射從出光區(qū)域34射出。于一具體實施例中，出光區(qū)域34的寬度等于遮光元件4的寬度。每一遮光元件4 的寬度大于其所覆蓋至少二子光源裝置2的一個鄰接的空隙，如圖1所示。同樣示于圖1，根據(jù)本發(fā)明的另一較佳具體實施例的背光模塊1進一步包含反光元件5。反光元件5安置于至少二子光源裝置2下方，用以反射部分外泄的第一光線Ll朝第一出光面22前進。請參閱圖5，是根據(jù)本發(fā)明的另一較佳具體實施例的背光模塊1的外觀示意圖。圖 5中的各元件特別加上透視圖以表彰其結(jié)構(gòu)特性。圖5所示出的背光模塊1其架構(gòu)大致上與圖1所示出的背光模塊1相同。圖5中具有與圖1相同號碼標記的元件，有相同或類似的結(jié)構(gòu)以及功能，在此不多做贅述。下文僅對圖5所示出的背光模塊1與圖1所示出的背光模塊1不同處進行說明。
如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的另一較佳具體實施例的背光模塊1，其每一第一導光元件沈并且包含反光層沈9。反光層269形成于第二光學層266底面，用以反射部分外泄的第一光線Ll朝第一出光面22前進。此外，多個第一發(fā)光元件M可以嵌入第一導光元件沈，并將反射層269及多個第一發(fā)光元件M的導線布線印刷在第一導光元件沈上。相信借由以上對本發(fā)明的詳細說明，可以清楚了解根據(jù)本發(fā)明的背光模塊具有雙層發(fā)光源架構(gòu)。并且與背光模塊現(xiàn)有技術(shù)相較，本發(fā)明的背光模塊能達到出光效率高、高輝度、高均齊度、高機構(gòu)強度、結(jié)構(gòu)簡化、輕薄等要求，并且具有制造成本低、針對不同尺寸液晶面板容易設(shè)計等優(yōu)點。借由以上較佳具體實施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神， 而并非以上述所公開的較佳具體實施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明權(quán)利要求的范圍應(yīng)該根據(jù)上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。
權(quán)利要求
1.一種背光模塊，包含一主光源裝置，包含至少二子光源裝置，所述多個子光源裝置位于同一水平面上且彼此鄰接設(shè)置，每一子光源具有一個別的第一出光面并且從該第一出光面射出一第一光線； 以及一次光源裝置，設(shè)置于該主光源裝置上，并且具有一第二出光面，其中該第二出光面遠離該第一光面，且該第二光面上包含至少一出光區(qū)域，每一出光區(qū)域位于所述多個子光源裝置的一個鄰接處上，該次光源裝置從所述至少一出光區(qū)域射出一第二光線。
2.如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中每一子光源裝置包含多個第一發(fā)光元件以及一第一導光元件，每一第一導光元件包含一第一導光層、一第一光學層以及一第二光學層，該第一導光層位于該第一光學層及該第二光學層之間，且該第一導光層的折射率大于該第一光學層及該第二光學層的折射率，該第一光學層具有多個第一開口。
3.如權(quán)利要求2所述的背光模塊，其中該第一導光元件包含一第一側(cè)邊以及相對于該第一側(cè)邊的一第二側(cè)邊，所述多個第一發(fā)光元件對應(yīng)設(shè)置于該第一側(cè)邊。
4.如權(quán)利要求2所述的背光模塊，其中該第一導光元件包含一第一側(cè)邊以及相對于該第一側(cè)邊的一第二側(cè)邊，所述多個第一發(fā)光元件對應(yīng)設(shè)置于該第二側(cè)邊。
5.如權(quán)利要求2所述的背光模塊，其中該第一導光元件包含一第一側(cè)邊以及相對于該第一側(cè)邊的一第二側(cè)邊，所述多個第一發(fā)光元件同時對應(yīng)設(shè)置于該第一側(cè)邊與該第二側(cè)邊。
6.如權(quán)利要求2所述的背光模塊，其中該次光源裝置包含多個第二發(fā)光元件以及一第二導光元件，該第二導光元件包含一第二導光層、一第三光學層以及一第四光學層，該第二導光層位于該第三光學層及該第四光學層之間，且該第二導光層的折射率大于該第三光學層及該第四光學層的折射率，該第三光學層具有多個第二開口，所述多個第二開口對應(yīng)所述至少一出光區(qū)域。
7.如權(quán)利要求6所述的背光模塊，其中該第四光學層具有所述多個第二開口，所述多個第二開口對應(yīng)所述至少一出光區(qū)域。
8.如權(quán)利要求2所述的背光模塊，進一步包含至少一遮光元件，所述至少一遮光元件覆蓋所述至少二子光源裝置的一個鄰接的空隙。
9.如權(quán)利要求8所述的背光模塊，其中該出光區(qū)域位于該遮光元件上方，且該出光區(qū)域的寬度等于該遮光元件的寬度。
10.如權(quán)利要求9所述的背光模塊，其中每一遮光元件的寬度大于其所覆蓋所述多個子光源裝置的一個鄰接的空隙。
11.如權(quán)利要求8所述的背光模塊，進一步包含一反光元件，安置于所述多個光源裝置下方。
12.如權(quán)利要求8所述的背光模塊，其中每一第一導光元件并且包含一反光層，該反光層形成于該第二光學層上。
全文摘要
一種背光模塊，包含主光源裝置以及次光源裝置。主光源裝置包含至少二子光源裝置。至少二子光源裝置位于同一水平面上，且彼此鄰接設(shè)置。每一子光源具有個別的第一出光面，并且從第一出光面射出第一光線。次光源裝置設(shè)置于主光源裝置上，并且具有第二出光面。第二出光面遠離第一出光面，并且第二出光面上包含至少一出光區(qū)域。每一出光區(qū)域位于至少二子光源裝置的一個鄰接處上。次光源裝置從至少一出光區(qū)域射出第二光線。本發(fā)明的背光模塊能達到出光效率高、高輝度、高均齊度、高機構(gòu)強度、結(jié)構(gòu)簡化、輕薄等要求，并且具有制造成本低、針對不同尺寸液晶面板容易設(shè)計等優(yōu)點。
文檔編號F21S8/00GK102330925SQ20111028034
公開日2012年1月25日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者潘穎芝, 鄭崇孚, 陳建宏 申請人:友達光電股份有限公司