CN111722433A - 光源模块与显示装置 - Google Patents

Abstract

一种光源模块包括反射片、透光基板、多个发光光源以及封装层。透光基板具有相对的第一表面与第二表面，第一表面面向反射片。这些发光光源配置于透光基板的第一表面或第二表面上。封装层具备透光性且覆盖这些发光光源与配置这些发光光源的第一表面或第二表面。本发明亦提出一种显示装置。本发明的显示装置因包括具有均匀的面光源的光源模块，而具有良好的显示品质。

Description

光源模块与显示装置

技术领域

本发明是有关于一种光源模块及显示装置，尤其是有关于一种直下式的光源模块以及具有直下式光源模块的显示装置。

背景技术

液晶显示器中主要包括有背光模块、显示面板、外框等组件。按照光源方向的不同，背光模块又可以分为侧光式背光模块与直下式背光模块。目前市售以发光二极管(LED)为背光模块光源的中大尺寸液晶显示器，为了具有可显示高动态范围(HDR)以及高对比度需求，多使用具备区域调光(local dimming)功能的直下式背光模块。发光二极管的特性是具有较强的正向光线，因此直下式背光模块的结构设计是将发光二极管的光线转化为均匀的面光源后再照射到显示面板。

液晶显示器的背光模块具有一个背光腔室。多个发光二极管可位于背光腔室底部，且背光腔室上方可配置扩散板。在背光腔室的厚度足够下，发光二极管的光线可在背光腔室中充分扩散，而若要缩减整体背光模块的厚度而减少背光腔室的厚度，则必须将更多的发光二极管配置在背光腔室底部，以缩小发光二极管之间的间距，提升面光源的均匀性，但也造成了成本的提高。

除了在背光腔室配置更多的发光二极管以外，另一种可缩减背光腔室厚度以及保持甚至提高光均匀扩散效果的方法是在背光腔室中先扩散发光二极管的光线。可于配置发光二极管的基板上覆盖一层封装胶体，发光二极管所出射的光线可在封装胶体中全反射，以达光扩散的效果。

然而，配置发光二极管的基板上通常会预先设置一层反射层，以使发光二极管所出射的部分光线可在封装胶体中传递得更远，以利形成均匀的面光源。反射层通常为金属层，而封装胶体需在高温的条件下覆盖于基板，高温的环境容易导致反射层变质，使得反射层的反射率下降，进而影响面光源的均匀性，而令液晶显示器的显示品质下降。

本「背景技术」段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在「背景技术」中所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中的技术人员所知道的已知技术。此外，在「背景技术」中所揭露的内容并不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，也不代表在本发明申请前已被所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种光源模块，具有均匀的面光源。

本发明提供一种显示装置，具有良好的显示品质。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明所提供的光源模块，包括反射片、透光基板、多个发光光源以及封装层。透光基板具有相对的第一表面与第二表面，第一表面面向反射片。这些发光光源配置于透光基板的第一表面或第二表面上。封装层具备透光性且覆盖这些发光光源与配置这些发光光源的第一表面或第二表面。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明所提供的显示装置包括前述光源模块与相对于光源模块设置的显示面板。

本发明的实施例中的反射片并未参与封装层结合于基板的高温制程，因此不会发生变质，反射片可保持原有的反射率来反射发光光源的光线，进而使光源模块具有均匀的面光源。本发明的实施例的显示装置因包括具有均匀的面光源的光源模块，而具有良好的显示品质。

为让本发明之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的光源模块的剖面示意图。

图2是本发明另一实施例的光源模块的剖面示意图。

图3是本发明另一实施例的光源模块的剖面示意图。

图4是本发明另一实施例的光源模块的剖面示意图。

图5A是本发明另一实施例的光源模块的剖面示意图。

图5B是图5A中A区域的放大示意图。

图6是本发明另一实施例的光源模块的局部剖面示意图。

图7是本发明另一实施例的光源模块的局部剖面示意图。

图8是本发明一实施例的显示装置的剖面示意图。

具体实施方式

有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1为本发明一实施例的光源模块的剖面示意图。请参照图1，本实施例光源模块100包括反射片110、透光基板120、多个发光光源130以及封装层140。透光基板120具有相对的第一表面121与第二表面122，第一表面121面向反射片110。这些发光光源130配置于透光基板120的第一表面121。封装层140具备透光性且覆盖这些发光光源130与配置这些发光光源130的第一表面121。

在本实施例中，透光基板120具有可透光性，材料可包括聚酰亚胺(Polyimide,PI)或玻璃。透光基板120可为透光电路板，在第一表面121上设有多条电路(未绘示)以对多个发光光源130电性连接，而这些电路的材料可包括导电高分子材料(PEDOT)的导电油墨或氧化铟锡(ITO)等兼具透光性与导电性的结构，或这些电路的材料也可包括金属，例如银。透光基板120可与封装层140具有相同的折射率，或透光基板120与封装层140的折射率的差值的绝对值介于0～0.5之间。

在本实施例中，发光光源130可为直接自晶圆切割出且未经封装的发光二极管晶粒，具体而言，例如是主波长发出蓝光的晶粒级氮化物发光二极管晶粒。多个发光光源130在第一表面121上可呈阵列排列。

在本实施例中，反射片110与封装层140以间隔G1相对设置。封装层140可为硅胶或树脂，适于在高温的工作环境下覆盖于透光基板120的第一表面121。反射片110因分离于封装层140与透光基板120，因此不会参与上述高温的封装制程。反射片110可为具有扩散反射特性的白漆反射片或具有镜面反射特性的银漆反射片。

在本实施例中，封装层140具有远离透光基板的出光面141，且出光面141上可包括多个微结构142。这些微结构142可由封装层140所对应的模仁(未绘示)压制而成，或借由蚀刻制程而形成。由于透光基板120与封装层140皆具有透光性且具有彼此相同或相近的折射率，因此这些发光光源130所出射的光线L1会在出光面141与第二表面122之间进行全反射，此时在出光面141上的微结构142可将光线L1分散为多个角度的光束，这些光束的一部份持续在出光面141与第二表面122之间反射，一部分则穿过出光面141而被反射片110所反射。然而，于其他实施例，依据光源模块100的面光源的设计需求，透光基板120的第二表面122也可直接设置有微结构(未绘示)，其与制作于出光面141上的微结构142作用大致相同，因此不再加以赘述。

本实施例的光源模块100可还包括相对透光基板120与封装层140设置的光学膜150，透光基板120与封装层140位于光学膜150与反射片110之间。在本实施例中，光学膜150朝向透光基板120的第二表面122设置，但并不仅限于此。光学膜150可包括扩散膜、增亮膜、波长转换膜或其他膜片，本实施例绘示单片光学膜150作为示意，但并不仅限于此，可还包括其他的光学膜。

本实施例中的反射片110分离于封装层140与透光基板120，因而不会因参与封装层的高温制程而发生变质，反射片可保持原有的反射率来反射发光光源130的光线，进而使光源模块100具有均匀的面光源。

图2是本发明另一实施例的光源模块的剖面示意图。请参照图2，本实施例的光源模块100a与图1的光源模块100大致相同，不同处在于本实施例的发光光源130配置在透光基板120的第二表面122，且封装层140覆盖这些发光光源130与配置这些发光光源130的第二表面122，反射片110与第一表面121则以间隔G1相对设置。于此实施例中，透光基板120的第一表面121可包括多个微结构123，但并不仅限于此，于其他实施例，这些微结构123也可如图1一般设置于封装层120的出光面141。

图3是本发明另一实施例的光源模块的剖面示意图。请参照图3，本实施例的光源模块100b与图1的光源模块100或图2的光源模块100a大致相同，不同处在于封装层140与透光基板120之间包括多个微结构144。封装层140可包括相对出光面141且连接于透光基板120的连接面143，于此实施例，连接面143可包括这些微结构144，但并不仅限于此。透光基板120也可包括这些微结构144，例如当连接面143连接于透光基板120的第一表面121时，第一表面121可包括微结构144，但也不仅限于此，于其他实施例，连接面143与第一表面121也可分别包括微结构144。本实施例亦可应用于图2的实施例，图2中的连接面143连接于第二表面122，此时，连接面143与第二表面122至少其中之一也可包括微结构144。

图4是本发明另一实施例的光源模块的剖面示意图。请参照图4，本实施例的光源模块100c与图1的光源模块100、图2的光源模块100a或图3的光源模块100b大致相同，不同处在于本实施例的反射片110c连接于封装层140或透光基板120。当封装层140与透光基板120的高温封装制程完成且降温后，反射片110c可视其在光源模块100c中的叠构位置而连接于封装层140的出光面141(如绘示为实线的反射片110c)或连接于透光基板120(如绘示为虚线的反射片110c)。要说明的是，图4中所示实线的反射片110c与虚线的反射片110c并非同时存在，仅用于表示反射片110c分别在不同设计中所存在的位置。虽然图4的发光光源130绘示为配置在透光基板120的第一表面121上，使得反射片110c连接于透光基板120的第二表面122，然而并不仅限于此，于其他实施例，当发光光源130配置于第二表面122上，反射片110c连接于透光基板120的第一表面121。

与前述所有实施例相同地，本实施例的封装层140的出光面141、连接面、透光基板120的第一表面121、第二表面122可包括微结构(未绘示)。

图5A是本发明另一实施例的光源模块的剖面示意图，图5B是图5A中A区域的放大示意图。请参照图5A与图5B，本实施例的光源模块100d可应用于前述所有实施例，本实施例的封装层140d的出光面141d可包括多个分别与多个发光光源130相对设置的反射槽145、以及配置在每一反射槽145中的反射图案160。

于本实施例中，每一反射槽145于出光面141d具有开口146，且这些发光光源130分别具有面向开口146的发光面131，开口146的面积大于发光面131的面积。每一反射槽145具有底面1451与环绕且底部连接底面1451的边缘的环绕侧面1452，且开口146的面积大于底面1451的面积。环绕侧面1452相对出光面141d倾斜，且底面1451可为弧面(如图5B的虚线所示)或平面(如图5B的实线所示)。于通过相对应的一对发光光源130中心与反射槽145中心并垂直于出光面141d的剖视图中，开口146的两端距离为D，发光面131的两端距离为L，发光面131与配置发光光源130的第一表面121的距离为Dl，第一表面121与出光面141d的距离为De，反射槽145的深度为H，且H＜De-Dl，封装层140d的折射率为Nm，空气的折射率为Na，由发光面131的一端发出朝向出光面141d的光线L1的全反射临界角θ＝Sin^-1(Na/Nm)，开口的宽度D满足关系式：D≧2×[(De-Dl)×tan(Sin^-1(Na/Nm))+L/2]。

借由以上的关系式，每一发光光源130所发出大部分的光线L1会射向所对应的反射槽145的环绕侧面1452与底面1451，并以多种角度被反射至透光基板120或出光面141a，具有多种角度的光线L1会在出光面141d与第二表面122之间全反射，并且也以多种不同的角度由封装层140d出光。在本实施例中，光学膜150朝向透光基板120设置，而反射片110朝向封装层140d的出光面141d设置，在反射槽145的作用下，大量的光线L1射向透光基板120，再搭配反射片110反射穿出出光面141d的光线L1，可将光线L1转化为由透光基板120的第二表面122出光的均匀的光线L2。而光学膜150可将光线L2进一步的转化为面光源。然而，于另一未绘示的实施例中，发光光源130也可配置在第二表面122上，而光线L2可由出光面141d往光学膜150出射。

图6是本发明另一实施例的光源模块的局部剖面示意图。请参照图6，本实施例的光源模块100e与图5A的光源模块100d大致相同，不同处在于：本实施例的反射图案160e包含覆盖反射槽145的底部的光扩散层161以及覆盖光扩散层161的反射层162，其中光扩散层161的折射率低于封装层140d的折射率。在本实施例中，反射层162的材料可为具有扩散反射特性的白漆或具有镜面反射特性的银漆。由于光扩散层161的折射率低于封装层140d，因此发光光源130所发出的光线L1由封装层140d进入光扩散层161时会产生偏折，从而促进光线L1的扩散。

图7是本发明另一实施例的光源模块的局部剖面示意图。请参照图7，本实施例的光源模块100f与图5A的光源模块100d大致相同，不同处在于：本实施例的反射图案160f包括覆盖反射槽145的底部的波长转换层163以及覆盖波长转换层163的反射层162。波长转换层163可包含波长转换层粒子164。波长转换粒子164的材料可包含量子点(Quantum Dot)或荧光粉。当反射槽145中配置有波长转换层163时，图5A中光学膜150可不需具有波长转换的功能。

图8是本发明一实施例的显示装置的剖面示意图。请参照图8与图1，本实施例的显示装置10包括显示面板11与相对于显示面板11设置的光源模块100，且透光基板120及封装层140位于显示面板11与反射片110之间。本实施例的显示装置10所包括的光源模块100仅为举例说明，而不仅限于此。本实施例的显示装置10亦可包括上述所有实施例的光源模块。本实施例的显示装置10因包括具有均匀的面光源的光源模块，而具有良好的显示品质。

本发明的实施例中的反射片并未参与封装层结合于基板的高温制程，因此不会发生变质，反射片可保持原有的反射率来反射发光光源的光线，进而使光源模块具有均匀的面光源。本发明的实施例的显示装置因包括具有均匀的面光源的光源模块，而具有良好的显示品质。

惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即所有依本发明权利要求书及发明内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明之权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的「第一」、「第二」等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

附图标记说明：

10：显示装置

100、100a、100b、100c、100d、100e、100f：光源模块

11：显示面板

110、110c：反射片

120：透光基板

121：第一表面

122：第二表面

130：发光光源

131：发光面

140、140d：封装层

141、141d：出光面

123、142、144：微结构

143：连接面

145：反射槽

1451：底面

1452：环绕侧面

150：光学膜

160、160e、160f：反射图案

161：光扩散层

162：反射层

163：波长转换层

164：波长转换粒子

D：宽度

D1：厚度

De：距离

G1：间隔

H：深度

L1、L2：光线

θ：全反射临界角。

Claims (16)

1.一种光源模块，其特征在于，所述光源模块包括反射片、透光基板、多个发光光源以及封装层，其中：

所述透光基板具有相对的第一表面与第二表面，所述第一表面面向所述反射片；

所述多个发光光源配置于所述透光基板的所述第一表面或所述第二表面上；以及

所述封装层具备透光性且覆盖所述多个发光光源与配置所述多个发光光源的所述第一表面或所述第二表面。

2.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述多个发光光源配置于所述第一表面，所述反射片连接于所述封装层或与所述封装层以一间隔相对设置。

3.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述多个发光光源配置于所述第二表面，所述反射片连接于所述第一表面或与所述第一表面以一间隔相对设置。

4.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述封装层具有相对的出光面与连接于所述第一表面或所述第二表面的连接面，所述出光面与所述连接面的至少其中之一具有多个微结构。

5.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述第一表面与所述第二表面的至少其中之一具有多个微结构。

6.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述透光基板为透光电路板。

7.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述封装层的折射率与所述透光基板的折射率的差值的绝对值介于0～0.5之间。

8.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述封装层具有远离所述透光基板的出光面，且所述出光面具有多个反射槽，所述多个反射槽分别与所述多个发光光源相对设置，所述多个反射槽分别具有相对所述出光面倾斜的环绕侧面，且所述光源模块还包括多个分别配置于所述多个反射槽中的反射图案。

9.根据权利要求8所述的光源模块，其特征在于，每一所述多个反射槽在所述出光面具有开口，且所述多个发光光源分别具有面向所述开口的发光面，所述开口的面积大于所述发光面的面积。

10.根据权利要求9所述的光源模块，其特征在于，在通过相对应的一对所述发光光源中心与所述反射槽中心并垂直于所述出光面的剖视图中，所述开口的两端距离为D，所述发光面的两端距离为L，所述发光面与所述第一表面或所述第二表面的距离为Dl，所述第一表面或所述第二表面与所述出光面的距离为De，所述反射槽的深度为H，且H＜De-Dl，所述封装层的折射率为Nm，空气的折射率为Na，由所述发光面的一端发出朝向所述出光面的光线的全反射临界角θ＝Sin^-1(Na/Nm)，所述开口的宽度D满足关系式：D≧2×[(De-Dl)×tan(Sin^-1(Na/Nm))+L/2]。

11.根据权利要求9所述的光源模块，其特征在于，各所述反射槽具有底面，所述环绕侧面的底部连接于所述底面的边缘，且所述开口的面积大于所述底面的面积。

12.根据权利要求11所述的光源模块，其特征在于，所述底面包括弧面或平面。

13.根据权利要求8所述的光源模块，其特征在于，各所述反射图案包括：

光扩散层，其覆盖所述反射槽的底部，且所述光扩散层的折射率低于所述封装层的折射率；以及

反射层，其覆盖所述光扩散层。

14.根据权利要求8所述的光源模块，其特征在于，各所述反射图案包括：

波长转换层，其覆盖所述反射槽的底部；以及

反射层，其覆盖所述波长转换层。

15.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述光源模块还包括光学膜，所述透光基板及所述封装层位于所述光学膜与所述反射片之间。

16.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括显示面板与光源模块，所述光源模块相对于所述显示面板设置并且包括反射片、透光基板、多个发光光源以及封装层，其中：

所述透光基板具有相对的第一表面与第二表面，所述第一表面面向所述反射片；

所述多个发光光源配置于所述透光基板的所述第一表面或所述第二表面上；以及

所述封装层具备透光性且覆盖所述多个发光光源与配置所述多个发光光源的所述第一表面或所述第二表面，

其中，所述透光基板及所述封装层位于所述显示面板与所述反射片之间。

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