本发明涉及一种发光装置，且特别涉及一种可用于显示装置的发光装置与使用其的背光模块。
背景技术
现在的超薄显示装置，大多数是液晶显示器。液晶显示器通常包括液晶面板与背光模块，其中液晶面板本身不会发光，背光模块则可作为光源。背光模块具有对齐液晶面板的出光面，并可在出光面上形成面光源(光线会自出光面均匀地分布射出)，此面光源的光线会穿过液晶面板，而液晶面板中的驱动电路、液晶分子与彩色滤光片等元件则可决定每单位像素在特定时间点所允许穿过的光量，最终在液晶面板的显示面上会形成影像。而为了让液晶面板产生品质较佳的影像，背光模块需能够形成光线分布均匀的面光源。
为了让光线能够自出光面均匀地射出，现有的背光模块除了包括发光部件以外，还包括多层光学元件(如棱镜片、扩散膜、导光板与反射片)，其作用是让发光部件所产生的光可通过这些光学元件的散射、折射与扩散等方式而均匀分布。现有背光模块的发光部件可分为直下式与侧入式两种，由于直下式发光部件会比侧入式发光部件更加均匀，且由于时下发光二极管的技术逐渐成熟，因此以发光二极管作为发光部件的产品日益普及。在背光模块的应用上，将发光二极管排列成阵列形态以作为直下式发光部件的产品也蔚为主流。
如现有技术所述，现有的背光模块，有很大比例会采用发光二极管阵列作为直下式发光部件。不过即使采用这种直下式发光部件，为了能让光线更加均匀，现有背光模块中的多层光学元件仍是不可或缺的，例如棱镜片、扩散膜与反射片。这些多层光学元件会让背光模块的体积较大、较厚且较重。并且，在背光模块的制作上，除了需要分别制造棱镜片、扩散膜、反射片、发光二极管阵列与设置这些发光二极管阵列的基板之外，还要逐一将这些部件组立起来。由于制作程序耗时费力，势必会让生产成本居高不下。
有鉴于此，本发明提出一种发光装置与使用其的背光模块，以期背光模块能产生均匀的面光源，还能减少背光模块的体积、厚度与重量，同时还能降低生产成本。
技术实现要素：
在本发明一实施例中，一种发光装置包括基板、驱动电路、绝缘层、金属图案层与发光单元。驱动电路设置于基板上，绝缘层设置于基板上且覆盖驱动电路，而金属图案层设置于绝缘层上。金属图案层包括多个连接垫与反射层，多个连接垫彼此分离且分别电性耦接驱动电路，反射层与多个连接垫分离且位于多个连接垫的周边。发光单元设置于多个连接垫上。
在本发明一实施例中，反射层具有至少一开口，且多个连接垫位于此开口中。
在本发明一实施例中，反射层具有彼此分离的多个分离区域，多个分离区域分别位于多个连接垫的四周。
在本发明一实施例中，发光装置还包括多个导电图案，各导电图案位于对应的连接垫与驱动电路之间并耦接连接垫与驱动电路。
在本发明一实施例中，多个导电图案是由铟锡氧化物所制成。
在本发明一实施例中，驱动电路包括薄膜晶体管，薄膜晶体管耦接对应的多个连接垫之一。
在本发明一实施例中，于基板的垂直方向上，反射层和薄膜晶体管重叠。
在本发明一实施例中，金属图案层是由铝、铜或银所制成。
在本发明一实施例中，设置有发光单元的连接垫中的两相邻连接垫中心之间的距离介于10微米与900微米之间。
在本发明一实施例中，一种背光模块包括如前所述的发光装置、散射层与对向基板。散射层设置于绝缘层、金属图案层与发光单元上。对向基板与基板相对设置，其中散射层设置于发光装置与对向基板之间。
在本发明一实施例中，散射层为高分子分散液晶。
综上所述，根据本发明的实施例的发光装置与使用其的背光模块，不但背光模块可产生均匀的面光源，还可减少背光模块的体积、厚度与重量，同时还可降低生产成本。
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求及附图，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
附图说明
图1所示为本发明第一实施例的发光装置的俯视图；
图2所示为图1的线段2-2处的剖面示意图；
图3所示为图1的发光装置的局部俯视图；
图4所示为本发明另一实施例的发光装置的剖面示意图；
图5所示为图4的发光装置的局部俯视图；
图6所示为本发明第二实施例的发光装置的俯视图；
图7所示为本发明第三实施例的发光装置的俯视图；
图8所示为本发明第四实施例的发光装置的俯视图；以及
图9所示为本发明一实施例的背光模块的侧视示意图。
附图标记说明：
20背光模块
30发光装置
100基板
200驱动电路
210半导体层
220输入线路
222下层输入线路
230输出线路
232下层输出线路
240控制线路
250连接线路
260周围线路
262下层周围线路
270辅助电极
300绝缘层
400金属图案层
410连接垫
4101第一连接垫
4102第二连接垫
412连接垫中心
415连接对
420反射层
422开口
424a、424b、424c分离区域
426周期图案
500发光单元
600导电图案
610周围导电图案
700散射层
702高分子分散液晶
710对向基板
720密封件
d漏极
dis距离
dv垂直方向
g栅极
s源极
tft薄膜晶体管
具体实施方式
请参照图1与图2，图1所示为本发明第一实施例的发光装置30的俯视图，图2所示为图1的线段2-2处的剖面示意图。在本实施例中，发光装置30用于液晶显示器的背光模块中，且作为直下式发光部件，以让所述背光模块可产生面光源，但不限于此。如图1与图2所示，在本实施例中，发光装置30包括基板100、驱动电路200、绝缘层300、金属图案层400与发光单元500。为了方便说明，图1未示出驱动电路。
如图2所示，驱动电路200是设置于基板100上，而绝缘层300可包括第一绝缘层301、第二绝缘层302、第三绝缘层303，绝缘层300设置于基板100上，且绝缘层300中的第三绝缘层303会覆盖驱动电路200。而金属图案层400设置于绝缘层300中的第三绝缘层303上，且金属图案层400包括多个连接垫410与反射层420。如图1与图2所示，多个连接垫410是彼此分离的，且这些连接垫410会分别电性耦接驱动电路200。反射层420与多个连接垫410也是彼此分离的，且反射层420位于多个连接垫410的周边，而发光单元500则设置于多个连接垫410上。
在本实施例中，两个相邻且电性分离的连接垫410视为一组，而一组连接垫410(亦称为连接对415)是用来电性连接一个发光单元500。例如，两连接垫410，即一连接对415分别连接对应的发光单元500的正极与负极。换言之，连接对415的数量相同于发光单元500的数量。
须理解的是，虽然图1所示的发光装置30包括四个发光单元500，且这四个发光单元500排列为二乘以二的阵列，然而此处关于发光单元500的数量与阵列的排列形态，是为了在描述与附图方面能更清楚易懂，而不是用来限制本发明。在不同实施例中，发光单元500的数量可以根据需求与设计少于或多于四个，而若发光单元500所排列而成的阵列定义为x乘以y，则x与y可以视需求而分别为任何正整数。在不同实施例中，发光单元500的排列方式也可以是不规则的分布或是排列为特殊图案的形态，而不限于x乘以y的阵列。在一些实施例中，基板100可为玻璃基板，但不限于此。
在本实施例中，反射层420具有至少一开口422，且每一个开口422中设置有一组连接垫410，亦称连接对415(即，连接同一个发光单元500的正、负极的两个连接垫410)。如图1所示，在本实施例中，反射层420具有四个开口422，且发光装置30具有四组连接垫410。各组连接垫410分别位于各个开口422中。通过，于发光单元500对位并接合后，在朝基板100并沿着垂直方向dv(如图2所示)的垂直投影下，反射层420会个别围绕着各个发光单元500。当各个发光单元500发光时，环绕着各个发光单元500的反射层420可用来反射发光单元500所射出的光线。
在一些实施例中，金属图案层400可是由铝、铜或银等金属材料制成。驱动电路200可为导电材料例如金属线组成，且发光单元500为发光二极管。如图1所示，在本实施例中，各连接垫410具有一连接垫中心412，此连接垫中心412可定义为各连接垫410在上视图中的几何中心位置，例如：当连接垫为矩形时，几合中心为对角线的交点处；当连接垫为圆形时，几合中心为圆心处。并且，每一连接对415中的两连接垫410的两连接垫中心412会间隔有一距离dis，此距离dis可介于10微米与900微米之间。
请参照图3，图3所示为图1的发光装置30的局部俯视图。为了便于说明，图3仅示出图1局部的其中一组连接垫410与部分反射层420，并省略了发光单元500，且在图3中连接垫410、反射层420与绝缘层300是以透视方式绘制，以显示位于连接垫410、反射层420与绝缘层300下的驱动电路200与其他元件。
如图2与图3所示，在本实施例中，驱动电路200包括薄膜晶体管tft。薄膜晶体管tft会耦接对应的多个连接垫410中之一。在本实施例中，一个连接对415对应于一个薄膜晶体管tft，即薄膜晶体管tft的数量相同于连接对415的数量及发光单元500的数量，然不以此为限，于其他实施例中亦可以视需求而多个薄膜晶体管tft对应一个发光单元。各薄膜晶体管tft会耦接对应的连接对415其中一个连接垫410，并且经由耦接的连接垫410提供给发光单元500驱动电压。
在本实施例中，驱动电路200除了薄膜晶体管tft外，还包括输入线路220、输出线路230、控制线路240与连接线路250。薄膜晶体管tft包括半导体层210、栅极g、源极s与漏极d。于此，为了方便说明，一组的两个连接垫410的其中之一定义为第一连接垫4101，而其中之另一定义为第二连接垫4102。输入线路220耦接源极s，源极s耦接半导体层210。半导体层210耦接漏极d，漏极d耦接连接线路250，且经由连接线路250耦接第一连接垫4101。第一连接垫4101耦接发光单元500的负极，发光单元500的正极耦接第二连接垫4102，而第二连接垫4102则耦接输出线路230。在其他实施例中，第一连接垫4101亦可耦接发光单元500的正极，而第二连接垫4102可耦接发光单元500的负极。进一步地，在本实施例中，绝缘层300包括第一绝缘层301、第二绝缘层302与第三绝缘层303。如图2所示，第一绝缘层301、第二绝缘层302与第三绝缘层303按序层叠。第一绝缘层301位在基板100上，且栅极g(控制线路240)和半导体层210隔着第一绝缘层301(例如栅极绝缘层，其可以是氧化物层)，第二绝缘层302覆盖控栅极g(控制线路240)，而第三绝缘层303覆盖源极s(输入线路220)与漏极d。换句话说，输入线路220耦接半导体层210的位置为薄膜晶体管tft的源极s，连接线路250耦接半导体层210的位置为薄膜晶体管tft的漏极d。薄膜晶体管tft的栅极g耦接控制线路240，栅极g与半导体层210之间隔着第一绝缘层301，控制线路240与输入线路220之间隔着第二绝缘层302，且控制线路240与输出线路230之间也隔着第二绝缘层302。于此实施例中，输出线路230对应第二连接垫410的下方可还包括辅助电极270，辅助电极270设置在基板100和输出线路230之间，辅助电极270和输出线路230电性连接，用以降低电路的阻抗。
在一些实施例中，控制线路240与输入线路220可分别耦接至外部的控制模块(图未示)，所述控制模块可通过控制线路240施加一定程度的电压，使半导体层210形成导通状态，此时，电力或信号可通过输入线路220输入给发光单元500，使发光单元500根据电力或信号发光。在一些实施例中，控制模块可通过控制各发光装置30所对应的薄膜晶体管导通或断开，对发光装置30的多个发光单元500进行个别控制，使任一或多个发光单元500发光、不发光或调整亮度。换言之，当此发光装置30应用于显示装置的背光模块时，此显示装置可通过所述控制模块，根据其显示面上的不同区域对发光装置30进行调光。例如，当显示面所显示的影像中，某一区域是黑暗的场景，则可控制对应于此区域的发光装置30中的一或多个发光单元500，使这一或多个发光单元500降低亮度或不发光。
如图2与图3所示，在本实施例中，于基板100的垂直方向dv上，反射层420和所述薄膜晶体管tft会重叠。例如，反射层420会和半导体层210、输入线路220与控制线路240在基板100的垂直方向dv上重叠。
在本实施例中，驱动电路200、绝缘层300、连接垫410与反射层420可通过显影、蚀刻、沉积及/或溅镀等工艺直接成形在基板100上，再将发光单元500对位并接合(bonding)到对应的连接垫410上，如此即可完成发光装置30的制作。换言之，基板100、驱动电路200、绝缘层300、连接垫410、反射层420与发光单元500的工艺可以是整合在一起的，而非预先分别制作各个部件后再将各个部件组立在一起。在本实施例中，连接垫410与反射层420可为同一金属层经由图案化后而形成，举例而言，即在形成绝缘层300后，形成一层金属层，再通过黄光、显影、蚀刻工艺后形成金属图案层400，金属图案层400的部分作为连接垫410，部分作为反射层420。
请参照图4与图5，图4所示为本发明另一实施例的发光装置30的剖面示意图，图5所示为图4的发光装置30的局部俯视图，且为了便于描述，图4与图5仅示出了发光装置30的局部。如图4与图5所示，在本实施例中，驱动电路200亦可仅包括输入线路220与输出线路230，而不具有半导体层210与控制线路240。若定义所述每一组的两个连接垫410(即连接对415)的其中之一为第一连接垫4101，而其中之另一为第二连接垫4102，则输入线路220会耦接至第一连接垫4101，第一连接垫4101会耦接发光单元500的一端，发光单元500的另一端会耦接第二连接垫4102，而第二连接垫4102则会耦接输出线路230。输入线路220可耦接至外部的控制模块(图未示)，所述控制模块可通过输入线路220输入电力或信号给发光单元500，使发光单元500根据电力或信号发光。在此情况下，控制模块可对发光装置30的多个发光单元500进行整体控制，使整体发光单元500发光、不发光或调整亮度，并且，这种发光装置30的结构精简，可降低生产成本。在一些实施例中，若多个输入线路220分别耦接至单一个或多个一组的发光单元500，所述控制模块亦可针对个别的输入线路220输入电力或信号，以便个别地控制所述单一个或多个一组的发光单元500。
如图4与图5所示，在本实施例中，驱动线路200还包括下层输入线路222与下层输出线路232。下层输入线路222位于输入线路220与基板100之间，输入线路220与下层输入线路222彼此层叠且连接。下层输出线路232位于输出线路230与基板100之间，输出线路230与下层输出线路232彼此层叠且连接。当输入线路220与下层输入线路222都用以输入相同来源的电力或信号，线路阻抗可降低；同样的，当输出线路230与下层输出线路232都用以输出相同来源的电力或信号，线路阻抗也可降低。换句话说，下层输入线路222与下层输出线路232有助于电力或信号的传输。在一些实施例中，输入线路220与下层输入线路222彼此层叠但彼此电性隔离(例如，输入线路220与下层输入线路222中间可通过绝缘层300分隔)，则输入线路220与下层输入线路222还可分别输入不同来源的电力或信号；同样的，输出线路230与下层输入线路232彼此层叠但彼此电性隔离，则输出线路230与下层输出线路232也可分别输出不同来源的电力或信号。
在一些实施例中，发光装置30可还包括多个导电图案600，如图2或图4所示。各导电图案600位于对应的连接垫410与驱动电路200之间，并且每一个导电图案600会耦接对应的连接垫410与驱动电路200。在一些实施例中，多个导电图案600是由铟锡氧化物(indiumtinoxide，ito)所制成，且铟锡氧化物会连接在对应的连接垫410与驱动电路200之间，其可增加对于连接垫410的附着力，有助于稳固连接垫410与驱动电路200之间的连接关系。
在一些实施例中，反射层420相对于各个发光单元500会具有周期性或规律性。
如图1所示，在本实施例中，反射层420相对于各组连接垫410(或各个发光单元500)会具有周期图案426。例如，以图1为例，反射层420是以特定的周期性或规律性围绕在各组连接垫410(或各个发光单元500)的周围，且形成「口」字形的周期图案426。反射层420的这种周期性或规律性的周期图案426，可使发光单元500所产生的光线，能够更加规律地进行反射与扩散，使光线的分布更加均匀。
请参照图6，图6所示为本发明第二实施例的发光装置的俯视图。与前述第一实施例的差异在于本实施例的反射层420具有彼此分离的多个分离区域424a，且反射层420是以特定的周期性或规律性配置在各组连接垫410(或各个发光单元500)的周围。具体而言，反射层420包括多个周期图案426，每一个周期图案426包括多个分离区域424a，且每一个周期图案426的多个分离区域424a会以特定的周期性或规律性配置在对应的连接垫410(或对应的发光单元500)的四周。在本实施例中，每一个周期图案426包括四个分离区域424a，且各个周期图案426的四个分离区域424a分别位于各组连接垫410(或各个发光单元500)的四周并形成非连续的「口」字形。在本实施例中，相邻的两个周期图案426的分离区域424a可以彼此连接在一起。
请参照图7，图7所示为本发明第三实施例的发光装置的俯视图。在本实施例中，反射层420包括多个周期图案426，每一个周期图案426包括两个分离区域424b，且每一个周期图案426的两个分离区域424b会以特定的周期性或规律性围绕在对应的连接垫410(或对应的发光单元500)的四周。在本实施例中，各个周期图案426的两个分离区域424b分别环绕各组连接垫410(或各个发光单元500)，且形成两个同心的多边形。然，不以此为限，于其他实施例中，例如可为同心圆。在本实施例中，相邻的两个周期图案426可以彼此连接。例如，相邻的两个周期图案426的外侧分离区域424b(即两个同心圆的分离区域424b的外侧者)会彼此连接。
请参照图8，图8所示为本发明第四实施例的发光装置的俯视图。在本实施例中，反射层420包括多个周期图案426，每一个周期图案426包括八个分离区域424c，且每一个周期图案426的八个分离区域424c会以特定的周期性或规律性配置在对应的连接垫410(或对应的发光单元500)的四周。在本实施例中，各个周期图案426的八个分离区域424c分别配置在各组连接垫410(或各个发光单元500)的周围且形成放射状。在本实施例中，相邻的两个周期图案426没有彼此重叠的部分而是各自独立。并且，在本实施例中，各个周期图案426的八个分离区域424c的大小相等；而在其他实施例中，各个周期图案426的八个分离区域424c大小配置也可具有周期性或规律性，例如，位于相邻周期图案426之间的分离区域424c较小，而位于周期图案426外侧(远离其他周期图案426的一侧)的分离区域424c较大，这种配置还有助于增强发光装置外侧的光线反射量，使光线扩散效果更加均匀。
请参照图9，图9所示为本发明一实施例的背光模块20的侧视示意图。一种背光模块20包括前述任一实施例的发光装置30、散射层700与对向基板710，其中散射层700位于对向基板710与发光装置30之间。散射层700设置于发光装置30的绝缘层300、金属图案层400与发光单元500上，且对向基板710与基板100相对设置。
在本实施例中，散射层700可为高分子分散液晶(polymerdispersedliquidcrystal，pdlc)702。在一些实施例中，散射层700亦可为高分子网络液晶(polymernetworkliquidcrystal，pnlc)。在本实施例中，背光模块20还包括密封件720。密封件720位于发光装置30与对向基板710的周缘，且耦接发光装置30与对向基板710。并且，密封件720可将高分子分散液晶702限制在发光装置30与对向基板710之间。发光装置30上的发光单元500所射出的光线可被散射层700中的高分子分散液晶702折射与散射，并且可进一步被反射层420的周期图案426反射，如此一来，光线会在散射层700与发光装置30之间经过不断地折射与反射而扩散开来，最终光线由对向基板710的出光面(即远离发光装置30的一面)射出时，会形成具有良好均匀性的面光源。
如图9所示，在本实施例中，驱动电路200还可包括周围线路260与下层周围线路262，且发光装置30可还包括周围导电图案610。周围线路260与下层周围线路262位于基板100上且彼此层叠，周围导电图案610通过绝缘层300连接周围线路260。在一些实施例中，周围线路260与下层周围线路262例如可连接至薄膜晶体管tft、输入线路220或输出电路230，但不限于此。并且，由于周围导电图案610上并未设置发光单元500，因此散射层700无须覆盖在周围导电图案610上。
综上所述，根据本发明的实施例的发光装置30与使用其的背光模块20，其可通过反射层420的周期图案426，让各个发光单元件500所发出的光线可通过周期图案426进一步反射，且背光模块20中的散射层700亦有助于光线的折射与散射，让光线可以更均匀地扩散，以产生均匀的面光源。除此之外，发光装置30的驱动电路200、反射层420与连接垫410(和导电图案层600)可通过整合的工艺形成在基板100上，以减少背光模块20的体积、厚度与重量，同时还可降低生产成本。
虽然本发明的技术内容已经以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的构思所作些许的变动与润饰，皆应涵盖于本发明的范围内，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。