CN102330925B - 背光模块 - Google Patents

Abstract

一种背光模块，包含主光源装置以及次光源装置。主光源装置包含至少二子光源装置。至少二子光源装置位于同一水平面上，且彼此邻接设置。每一子光源具有个别的第一出光面，并且从第一出光面射出第一光线。次光源装置设置于主光源装置上，并且具有第二出光面。第二出光面远离第一出光面，并且第二出光面上包含至少一出光区域。每一出光区域位于至少二子光源装置的一个邻接处上。次光源装置从至少一出光区域射出第二光线。本发明的背光模块能达到出光效率高、高辉度、高均齐度、高机构强度、结构简化、轻薄等要求，并且具有制造成本低、针对不同尺寸液晶面板容易设计等优点。

Description

背光模块

技术领域

本发明涉及一种背光模块(back-light module)。并且特别地，本发明涉及一种具有双层发光源架构的背光模块。

背景技术

众所皆知，液晶显示装置是借由液晶面板来显示图像。但是，液晶面板本身不发光，必须借由所谓的背光模块来达到发光功能，因此背光模块是液晶显示装置重要的零组件。

现行背光模块大多采用发光二极管(light-emitting diode)做为发光光源，其架构大致区分为直下式背光模块以及侧光式背光模块。直下式背光模块具有出光效率高、不需导光板、零组件较少等优点，但是也具有光均齐度较低、模块较厚等缺点。直下式背光模块区分为两种类型。第一种类型的直下式背光模块是直接将发光二极管排列在灯箱内。但是，为了发光二极管能充分混光，需要一定厚度的灯箱。此外，第一种类型的直下式背光模块需要的发光二极管颗数最多，整体的厚度也最厚。第二种类型的直下式背光模块是以第一种类型直下式背光模块为基础，在每一颗发光二极管上安装透镜来分光，以减少发光二极管混光的空间，并减少发光二极管的用量。但是，第二种类型直下式背光模块成本较高，且仍需要混光空间混光而需具有一定厚度的灯箱。

侧光式背光模块的主要结构由发光光源、导光板(light guide plate)、光学膜片(例如：棱镜片、扩散片、反射片等)、光源反射罩以及外部结构体(例如，边框(bezel)等)所构成。背光模块中的光源要如何有效率的被应用，导光板占重要影响因素。由于背光模块的光源使用效率重点在于导光板上微结构与其外型设计以及光源的种类，因此，如何对导光板进行有效率的设计，使得整体出光的亮度与光均齐度表现达到期望，为主要设计的考虑因素。但是，导光板仍具有相当的厚度，导致侧光式背光模块仍嫌厚重。并且，导光板上微结构的设计需视液晶面板的尺寸而定，也就是说针对小尺寸液晶面板的导光板设计无法应用在针对大尺寸液晶面板的侧光式背光模块内。针对大尺寸液晶面板，一些侧光式背光模块内的导光板甚至采用多个小尺寸导光板拼接组成，此造成整体结构复杂、导光板定位困难、组装难度提升、整体机构强度降低、量产性降低、成本相对提高等问题。

对背光模块现有技术的了解，即可看出当下仍需要有一种新的背光模块架构，以满足背光模块关于出光效率高、高辉度、高均齐度、高机构强度、结构简化、轻薄等要求，并且具有制造成本低、针对不同尺寸液晶面板容易设计等优点。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种具有双层发光源架构的背光模块，并且能达到出光效率高、高辉度、高均齐度、高机构强度、结构简化等要求，并且具有制造成本低、针对不同尺寸液晶面板容易设计等优点。根据本发明的背光模块无需厚重的灯箱，其主要的光学元件其上也无需形成微结构，致使背光模块整体相当轻薄。

根据本发明的一较佳具体实施例的背光模块包含主光源装置(primarylight source)以及次光源装置(secondary light source)。主光源装置包含至少二子光源装置(sub-light source)。至少二子光源装置位于同一水平面上，且彼此邻接设置。每一子光源具有个别的第一出光面(exit surface)，并且从第一出光面射出第一光线。次光源装置设置于主光源装置上，并且具有第二出光面。第二出光面远离第一出光面，并且第二出光面上包含至少一出光区域(exitregion)。每一出光区域位于至少二子光源装置的一个邻接处上。次光源装置从至少一出光区域射出第二光线。

于一具体实施例中，每一子光源装置包含多个第一发光元件以及第一导光元件。每一第一导光元件包含第一导光层、第一光学层以及第二光学层。第一导光层位于第一光学层及第二光学层之间，并且第一导光层的折射率大于第一光学层及第二光学层的折射率，故第一导光元件的实施形态例如与光纤形态相似，可使光线在第一导光元件内全反射前进，并同时进行混光，而于第一光学层上再设有多个第一开口，这些第一开口会破坏光线在第一导光元件内全反射前进的状态，因此光线在遇到第一开口时，便会由第一开口射出，而成为混光完全且具均齐度的平面光源。

于一具体实施例中，第一导光元件包含第一侧边以及相对于第一侧边的第二侧边。多个第一发光元件对应设置于第一侧边。

于另一具体实施例中，第一导光元件包含第一侧边以及相对于第一侧边的第二侧边。多个第一发光元件对应设置于第二侧边。

于另一具体实施例中，第一导光元件包含第一侧边以及相对于第一侧边的第二侧边。多个第一发光元件同时对应设置于第一侧边与第二侧边。

于一具体实施例中，次光源装置包含多个第二发光元件以及第二导光元件。第二导光元件包含第二导光层、第三光学层以及第四光学层。第二导光层位于第三光学层及第四光学层之间，并且第二导光层的折射率大于第三光学层及第四光学层的折射率。特别地，第三光学层具有多个第二开口。多个第二开口对应至少一出光区域。进一步，第四光学层也具有多个第二开口，多个第二开口对应至少一出光区域。

根据本发明的另一较佳具体实施例的背光模块进一步包含至少一遮光元件。至少一遮光元件覆盖至少二子光源装置的一个邻接的空隙。

根据本发明的另一较佳具体实施例的背光模块进一步包含反光元件。反光元件安置于至少二子光源装置下方。

根据本发明的另一较佳具体实施例的背光模块，其每一第一导光元件并且包含一反光层。反光层形成于第二光学层上。

本发明的背光模块能达到出光效率高、高辉度、高均齐度、高机构强度、结构简化、轻薄等要求，并且具有制造成本低、针对不同尺寸液晶面板容易设计等优点。

关于本发明的优点与精神可以借由以下的发明详述及所附附图得到进一步的了解。

附图说明

图1是本发明背光模块的一较佳具体实施例的架构示意图。

图2是图1的背光模块沿第1图中的A-A线的剖面视图。

图3是根据本发明子光源装置实施例的剖面视图。

图4是根据本发明子光源装置的另一实施例的剖面视图。

图5是本发明背光模块的另一较佳具体实施例的架构示意图。

并且，上述附图中的附图标记说明如下：

1：背光模块       2：主光源装置

20：子光源装置    22：第一出光面

24：第一导光元件  242：软性电路板

26：第一导光元件  260：第一侧边

261：第二侧边     262：第一导光层

264：第一光学层   266：第二光学层

268：第一开口     3：次光源装置

32：第二出光面    34：出光区域

36：第二发光元件  362：软性电路板

38：第二导光元件  380：第一侧边

381：第二侧边     382：第二导光层

384：第三光学层   386：第四光学层

388：第二开口     4：遮光元件

5：反光元件       269：反光层

L1：第一光线      L2：第二光线

具体实施方式

本发明提供一种背光模块，并且特别地，根据本发明的背光模块具有双层发光源架构。并且，根据本发明的背光模块能达到出光效率高、高辉度、高均齐度、高机构强度、结构简化等要求，并且具有制造成本低、针对不同尺寸液晶面板容易设计等优点。并且，根据本发明的背光模块无需厚重的灯箱，致使背光模块整体相当轻薄。以下将详述本发明的具体实施例，借以充分解说本发明的特征、精神、优点以及可实施性。

请参阅图1及图2，图1是根据本发明的一较佳具体实施例的背光模块1的架构示意图。图1中的各元件特别加上透视图以表彰其结构特性。图2是图1中的背光模块1沿图1中的A-A线的剖面视图。

如图1所示，根据本发明的较佳具体实施例的背光模块1包含主光源装置2以及次光源装置3。主光源装置2包含至少二子光源装置20。至少二子光源装置20位于同一水平面上，且彼此邻接设置。为说明方便，图1仅示出两个子光源装置20。每一子光源20具有个别的第一出光面22，并且从第一出光面22射出第一光线L1，如图3所示。图2是根据本实施例的子光源装置20的剖面视图。

同样示于图1，次光源装置3设置于主光源装置2上，并且具有第二出光面32。第二出光面32远离第一出光面22，并且特别地，第二出光面32上包含至少一出光区域34。每一出光区域34位于至少二子光源装置20的一个邻接处上。次光源装置3从至少一出光区域34射出第二光线L2。为说明方便，图1仅示出其中一个出光区域34。每一子光源20射出的第一光线L1会通过次光源3的第二导光元件38，如图2所示。

于一具体实施例中，如图1所示，每一子光源装置20包含多个第一发光元件24以及第一导光元件26。每一第一导光元件26包含第一导光层262、第一光学层264以及第二光学层266。第一导光层262位于第一光学层264及第二光学层266之间。第一光学层264提供第一出光面22。例如，如图1所示，第一光学层264形成于第一导光层262的上表面上，第二光学层266形成于第一导光层262的下表面上，因此每一子光源装置20所发出的第一光线L1于进入第一导光元件26后，将自第一光学层264提供的第一出光面22射出。更进一步说，由于第一光学层264具有多个第一开口268。而每一子光源装置20中，多个第一发光元件24发射第一光线L1射入第一导光元件26。特别说明的是，如图3所示，因为第一光学层264与第二光学层266的折射率小于第一导光层262的折射率，致使第一光线L1在第一导光元件26内全反射前进。而多个第一开口268会破坏第一光线L1在第一导光元件26内全反射前进的状态，因此在第一光线L1遇到第一开口268时，便会由第一开口268射出，亦即从第一出光面22射出。故第一导光元件26的实施形态例如与光纤形态相似，可使第一光线L在第一导光元件26内全反射前进，并同时进行混光，而于第一光学层264上再设有多个第一开口268，这些第一开口268会破坏第一光线L1在第一导光元件26内全反射前进的状态，因此第一光线L1在遇到第一开口268时，便会由第一开口268射出，而成为混光完全且具均齐度的平面光源。

于一具体实施例中，如图3所示，第一导光元件26包含第一侧边260以及相对于第一侧边260的第二侧边261。于每一子光源装置20中，多个第一发光元件24设置于第一导光元件26的第一侧边260处。

图4是根据本发明的子光源装置20的另一具体实施例剖面视图。如图4所示，于每一子光源装置20中，多个第一发光元件24设置于第一导光元件26的第二侧边261处。

于另一具体实施例中，如图1中所示，于每一子光源装置20中，多个第一发光元件24同时对应设置于第一导光元件26的第一侧边260与第二侧边261。

于一具体实施例中，如图1所示，次光源装置3包含多个第二发光元件36以及第二导光元件38。第二导光元件38包含第二导光层382、第三光学层384以及第四光学层386。第二导光层382位于该第三光学层384及该第四光学层386之间。第三光学层384提供第二出光面32。例如，如图1所示，第三光学层384形成于第二导光层382的上表面上，第四光学层386形成于第二导光层382的下表面上。

同样示于图1，第三光学层384具有多个第二开口388，并且多个第二开口388对应至少一出光区域34。多个第二发光元件36用以发射第二光线L2射入第二导光元件38，更进一步言，第二光线L2射入于第二导光层382内。特别地，第三光学层384与第四光学层386的折射率小于第二导光层382的折射率，致使第二光线L2在第二导光元件38内(亦即第二导光层382内)全反射前进且于遇到一个第二开口388时，从第二开口388所对应的出光区域34射出。并且，从第一开口268射出的第一光线L1会通过第二导光元件38，并不会发生全反射，如图2所示。

须强调的是，第二光线L2为补足两子光源装置2的邻接的空隙造成不足的第一光线L1，以提升根据本发明的背光模块1整体的均齐度。于一具体实施例中，多个第二发光元件36设置于第二导光元件38的第一侧边380处。

于另一具体实施例中，多个第二发光元件36设置于第二导光元件38的相对于第一侧边380的第二侧边381处。

于另一具体实施例中，多个第二发光元件36同时对应设置于第二导光元件38的第一侧边380与第二侧边381处。

于实际应用中，第一发光元件24以及第二发光元件36皆为发光二极管。如图1所示，多颗第一发光元件24设置于软性电路板242上，一同安置在第一导光元件26的一侧边处。多颗第二发光元件36设置于软性电路板362上，一同安置在第二导光元件38的一侧边处。

于实际应用中，多个第一开口268是借由激光光束根据预设图案照射第一光学层264，进而破坏第一光学层264而形成。多个第二开口388同样地是借由激光光束根据预设图案照射第三光学层384或第四光学层386，进而破坏第三光学层384或第四光学层386而形成。针对不同尺寸液晶面板，仅需计算好多个第一开口268以及多个第二开口388形成的位置，再行自动化执行激光光束照射破坏该等光学层形成多个第一开口268以及多个第二开口388。因此本发明的背光模块1可达成光效率高、高辉度、高均齐度等要求，并且具有制造成本低、针对不同尺寸液晶面板容易设计等优点。

此外，设置于软性电路板242上的多颗第一发光元件24整体厚度，以及设置于软性电路板362上的多颗第二发光元件36，可以设计在1mm以下。第一导光元件26以及第二导光元件38，可以设计在1mm以下。因此本发明的背光模块1可达到结构简化、轻薄的要求。并且，由于根据本发明的背光模块1其第一导光元件26及第二导光元件38实际上为薄板型态元件，足见其可挠性高，能轻易地配合外部结构体，例如，根据本发明的背光模块1可直接贴附于支撑背板上，组装简单并且无机构强度问题。

同样示于图1，根据本发明的另一较佳具体实施例的背光模块1进一步包含至少一遮光元件4。为说明方便，图1仅示出其中一个遮光元件4。特别地，每一遮光元件4覆盖至少二子光源装置2的一个邻接的空隙，用以遮住安置在两子光源装置2的邻接的空隙处的第一发光元件24发射的第一光线L1。出光区域34位于遮光元件4上方。

于一具体实施例中，第四光学层386也具有多个第二开口388。同样地，第四光学层386的多个第二开口388对应至少一出光区域34。第四光学层386的多个第二开口388的形成位置经计算，可让第二光线L2在第二导光元件38内全反射前进且于遇到第四光学层386的多个第二开口388中的一个第二开口388时，便会由第二开口388射出，进而由遮光元件4反射从出光区域34射出。

于一具体实施例中，出光区域34的宽度等于遮光元件4的宽度。每一遮光元件4的宽度大于其所覆盖至少二子光源装置2的一个邻接的空隙，如图1所示。

同样示于图1，根据本发明的另一较佳具体实施例的背光模块1进一步包含反光元件5。反光元件5安置于至少二子光源装置2下方，用以反射部分外泄的第一光线L1朝第一出光面22前进。

请参阅图5，是根据本发明的另一较佳具体实施例的背光模块1的外观示意图。图5中的各元件特别加上透视图以表彰其结构特性。图5所示出的背光模块1其架构大致上与图1所示出的背光模块1相同。图5中具有与图1相同号码标记的元件，有相同或类似的结构以及功能，在此不多做赘述。下文仅对图5所示出的背光模块1与图1所示出的背光模块1不同处进行说明。

如图5所示，根据本发明的另一较佳具体实施例的背光模块1，其每一第一导光元件26并且包含反光层269。反光层269形成于第二光学层266底面，用以反射部分外泄的第一光线L1朝第一出光面22前进。

此外，多个第一发光元件24可以嵌入第一导光元件26，并将反射层269及多个第一发光元件24的导线布线印刷在第一导光元件26上。

相信借由以上对本发明的详细说明，可以清楚了解根据本发明的背光模块具有双层发光源架构。并且与背光模块现有技术相较，本发明的背光模块能达到出光效率高、高辉度、高均齐度、高机构强度、结构简化、轻薄等要求，并且具有制造成本低、针对不同尺寸液晶面板容易设计等优点。

借由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明权利要求的范围内。因此，本发明权利要求的范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (11)

1.一种背光模块，包含：

一主光源装置，包含至少二子光源装置，所述至少二子光源装置位于同一水平面上且彼此邻接设置，每一子光源具有一第一出光面并且从该第一出光面射出一第一光线；以及

一次光源装置，设置于该主光源装置上，并且具有一第二出光面，其中该第二出光面远离该第一光面，且该第二光面上包含至少一出光区域，每一出光区域位于所述多个子光源装置的一个邻接处上，该次光源装置从所述至少一出光区域射出一第二光线；其中每一子光源装置包含多个第一发光元件以及一第一导光元件，每一第一导光元件包含一第一导光层、一第一光学层以及一第二光学层，该第一导光层位于该第一光学层及该第二光学层之间，且该第一导光层的折射率大于该第一光学层及该第二光学层的折射率，该第一光学层具有多个第一开口。

2.如权利要求1所述的背光模块，其中该第一导光元件包含一第一侧边以及相对于该第一侧边的一第二侧边，所述多个第一发光元件对应设置于该第一侧边。

3.如权利要求1所述的背光模块，其中该第一导光元件包含一第一侧边以及相对于该第一侧边的一第二侧边，所述多个第一发光元件对应设置于该第二侧边。

4.如权利要求1所述的背光模块，其中该第一导光元件包含一第一侧边以及相对于该第一侧边的一第二侧边，所述多个第一发光元件同时对应设置于该第一侧边与该第二侧边。

5.如权利要求1所述的背光模块，其中该次光源装置包含多个第二发光元件以及一第二导光元件，该第二导光元件包含一第二导光层、一第三光学层以及一第四光学层，该第二导光层位于该第三光学层及该第四光学层之间，且该第二导光层的折射率大于该第三光学层及该第四光学层的折射率，该第三光学层具有多个第二开口，所述多个第二开口对应所述至少一出光区域。

6.如权利要求5所述的背光模块，其中该第四光学层具有所述多个第二开口，所述多个第二开口对应所述至少一出光区域。

7.如权利要求1所述的背光模块，进一步包含：

至少一遮光元件，所述至少一遮光元件覆盖所述至少二子光源装置的一个邻接的空隙。

8.如权利要求7所述的背光模块，其中该出光区域位于该遮光元件上方，且该出光区域的宽度等于该遮光元件的宽度。

9.如权利要求8所述的背光模块，其中每一遮光元件的宽度大于其所覆盖所述至少二子光源装置的一个邻接的空隙。

10.如权利要求7所述的背光模块，进一步包含：

一反光元件，安置于所述至少二光源装置下方。

11.如权利要求7所述的背光模块，其中每一第一导光元件并且包含一反光层，该反光层形成于该第二光学层上。

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