CN111812884A - 光源模块与显示装置 - Google Patents

Abstract

一种光源模块，包括基板、多个发光光源、反射层、封装层以及多个反射元件。基板具有承载面，多个发光光源配置于基板的承载面上。反射层配置于承载面没有配置有发光光源的区域上且具有远离承载面的反射面，反射面具有多个散射图案，这些散射图案配置在至少部分的发光光源的周边，且每一散射图案具有多个凸部。封装层覆盖承载面、发光光源与反射层，封装层具有远离承载面的出光面，且出光面具有多个凹槽，这些凹槽分别与这些发光光源相对设置。多个反射元件分别配置于这些凹槽中。本发明也提出一种显示装置。所述光源模块可在不增加厚度的情况下提升面光源的均匀性。本发明提供的显示装置具有良好的显示品质及厚度较薄的优点。

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，尤其是有关于一种适用于显示装置的光源模块以及具有此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、液晶面板、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传递到液晶面板。

直下式的背光模块中具有一个腔体。多个发光二极管可位于腔体底部，且腔体上方可配置扩散板。在腔体的厚度足够下，发光二极管的光线可在腔体中充分混光来得到均匀的面光源，但若要缩减整体背光模块的厚度，通常需减少腔体的厚度。如此，将导致光线的混光空间不足，而降低面光源的均匀性。

为了改善上述问题，可以在腔体中设置额外的光学结构，然而如此一来将导致背光模块整体的厚度增加，有违液晶显示器轻薄化的趋势。

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，可在不增加厚度的情况下提升面光源的均匀性。

本发明提供一种显示装置，具有良好的显示品质及厚度较薄的优点。

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。

为达上述的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基板、多个发光光源、反射层、封装层以及多个反射元件。基板具有承载面，多个发光光源配置于基板的承载面上。反射层配置于承载面除了配置有发光光源的区域上且具有远离承载面的反射面，反射面具有多个散射图案，这些散射图案配置在至少部分的发光光源的周边，且每一散射图案具有多个凸部。封装层覆盖承载面、发光光源与反射层，封装层具有远离承载面的出光面，且出光面具有多个凹槽，这些凹槽分别与这些发光光源相对设置。多个反射元件分别配置于这些凹槽中。

为达上述的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液晶面板。

本发明实施例的光源模块的设置在基板上的反射层具有散射图案，以对发光光源所发出在封装层内反射的光线产生散射的效果，而增加光源模块的面光源的均匀性。由于反射层的散射图案被封装层所覆盖且位于发光光源的周边，因此不会增加光源模块的厚度。本发明实施例的显示装置因具有此光源模块，从而具有良好的显示品质以及较薄的厚度。

为让本发明的上述和其他目的、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1A是本发明一实施例的光源模块的部分元件的局部俯视示意图。

图1B是本发明一实施例的光源模块的剖面示意图。

图1C是图1B的B区域的放大示意图。

图2是本发明另一实施例的光源模块的局部剖面示意图。

图3是本发明另一实施例的光源模块的局部俯视示意图。

图4是本发明另一实施例的光源模块的局部剖面示意图。

图5是本发明另一实施例的光源模块的俯视示意图。

图6是本发明另一实施例的光源模块的俯视示意图。

图7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的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1A是本发明一实施例的光源模块的部分元件的局部俯视示意图，图1B是本发明一实施例的光源模块的剖面示意图，图1C是图1B的B区域的放大示意图。请参照图1A、图1B与图1C，本实施例的光源模块100包括基板110、多个发光光源120、反射层130、封装层140以及多个反射元件150。基板110具有承载面111，多个发光光源120配置于基板110的承载面111上。反射层130配置于承载面111除了配置有发光光源120的区域上且具有远离承载面111的反射面131。反射面131具有多个散射图案132，这些散射图案132配置在至少部分的发光光源120的周边，且每一散射图案132具有多个凸部133。封装层140覆盖承载面111、发光光源120与反射层130，封装层140具有远离承载面111的出光面141，且出光面141具有多个凹槽142，这些凹槽142分别与这些发光光源120相对设置。多个反射元件150分别配置于这些凹槽142中。

于本实施例中，每一发光光源120可为直接自晶圆切割出且未经封装的发光二极管晶粒，但本发明不局限于此。此外，发光二极管晶粒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120在承载面111上可呈阵列排列。

在本实施例中，每一个发光光源120周边都配置有一个散射图案132，但本发明并不仅限于此，也可以仅有部分发光光源120的周边配置有散射图案132。任一发光光源120发出射向出光面141的光线L1会在反射面131与出光面141之间反射，与此发光光源120对应的散射图案132可使光线L1散射成多个方向的光线而向反射面131传递，同样地，任一发光光源120发出射向凹槽142的部分的光线L2，可被凹槽142反射至反射面131，再被反射面131上的散射图案132散射成多个方向的光线。

于本实施例中，反射层130的厚度不一致，且厚度较厚处形成这些凸部133，反射层130可为印刷油墨层，借由微影制程形成厚度不一的结构，而油墨的材料可包括具有扩散反射特性的白漆或具有镜面反射特性的银漆。具体而言，每一凸部133的远离反射面131的顶面1331与承载面111之间的距离可为H1，每一凸部133的顶面1331与反射面131之间的可距离为H2，其中H1、H2例如是符合以下关系式：20μm≦H1≦1mm，20μm≦H2≦0.5mm，且H1＞H2。

于本实施例中，每一散射图案132的多个凸部133包括多个线状凸部，如图1A所示，每一凸部133呈线状，而呈线状的凸部133也可具有转折。在本实施例中，每一呈线状的凸部133的线宽可介于5μm至1mm之间。

在本实施例中，基板110可为电路板，而承载面111在部分区域配置有多条导线170以电连接多个发光光源120，而这些导线170被反射层130所覆盖。本实施例中的反射层130的厚度大于导线170的厚度。

于本实施例中，每一凹槽142于出光面141具有开口143，且这些发光光源120分别具有面向开口143的发光面122，开口143的面积大于发光面122的面积。每一凹槽142具有底面1421与环绕且连接且环绕底面1421的环绕侧面1422，开口143的面积亦大于底面1421的面积。于通过相对应的一对发光光源120中心与凹槽142中心并垂直于出光面141的剖视图中，开口的两端距离为D，发光面122的两端距离为L，发光面122与承载面111的距离为Dl，承载面111与出光面141的距离为De，凹槽142的深度为H，且H＜De-Dl，封装层140的折射率为Nm，封装层140例如为透光材质，空气的折射率为Na，由发光面122的一端发出朝向出光面的光线的全反射临界角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]。借此，发光光源120所出射具有较大的发散角而未射向凹槽142的光线L1会被出光面141全反射。

环绕侧面1422相对出光面141倾斜，且底面1421可为弧面(如图1B中的虚线)或平面(如图1B中的实线)。每一发光光源120所发出大部分的光线L2会射向所对应的凹槽142的环绕侧面1422与底面1421而被反射，光线L2中的少部分则会由环绕侧面1422穿出封装层140，以对反射元件150上方的区域补光。反射部150并可阻挡发光光源120所出射的光线L2中，与承载面111的法线F夹角较小的部分的光线L2，以避免于光源模块100的面光源中形成亮点。

本实施例的光源模块100可更还包括位于封装层140具有出光面141的一侧的光学膜160。光学膜160可包括扩散膜、增亮膜或其他膜片，本实施例绘示单片光学膜160作为示意，但并不仅限于此，可还包括其他的光学膜。

本实施例的光源模块100中设置在基板110上的反射层130具有散射图案132，以对发光光源120所发出在封装层140内反射的光线产生散射的效果，而增加光源模块100的面光源的均匀性。由于反射层130的散射图案132被封装层140所覆盖且位于发光光源120的周边，因此不会增加光源模块100的厚度。

图2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2与图1A，本实施例的光源模块100a与图1A的光源模块100大致相同，不同处在于：本实施例散射图案132a的凸部133a是由反射层130a共形(conformal)(适形地)覆盖于多条导线170a上所形成，即反射层130a共形覆盖这些导线170a的部分形成多个凸部133a。这些导线170a可包括电连接于发光光源120的第一导线171以及电绝缘于发光光源120与第一导线171的第二导线172。利用基板110上原本就会配置的第一导线171，搭配不具备电连接功能的第二导线172补足散射光线所需的凸部133a的数量，再将反射层130a共形覆盖在第一导线171、第二导线172与承载面111上，使得反射层130a可包括相似于图1A中的散射图案132的散射图案132a。在本实施例中每一导线170a具有介于5μm至1mm之间的线宽与介于20μm至0.5mm之间的厚度，但并不仅限于此。由于第一导线171与第二导线172可在相同的制程中形成，因此不会额外增加生产时间。

图3是本发明另一实施例的光源模块的局部俯视示意图。请参照图3，本实施例的光源模块100b与图1A的光源模块100或图2的光源模块100a大致相同，不同处在于图1A的每一散射图案132分别对应一个发光光源120配置，而本实施例的每一散射图案132b对应这些发光光源120中的多个配置。图3虽然绘示了一个散射图案132b对应两个发光光源120的配置，但并不仅限于此，一个散射图案132b可对应更多发光光源120配置。

图4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4，本实施例的光源模块100c与图1A至图3的光源模块大致相同，不同处在于：本实施例中，每一散射图案132c的多个线状的凸部133c中，愈远离对应发光光源120的线状的凸部133c的线宽愈宽，以进一步提升面光源的均匀性。如图4所示，对应一个发光光源120的三个凸部133c离发光光源120由近至远分别具有第一线宽lw1、第二线宽lw2与第三线宽lw3，且lw3>lw2>lw1。在其他的实施例中，对应一个发光光源120的三个凸部133c的线宽固定，例如lw3＝lw2＝lw1，而技术差异在于，对应一个发光光源120离发光光源120越远则凸部133c的分布密度越大(密集)，也就是，凸部133c与凸部133c之间的间隔越远离发光光源120越小。

由于发光光源120周边的亮度会随着与发光光源120的距离的增加而衰减，进而形成人眼可能会察觉暗区，若在原本会形成暗区下方的反射层130c的区域上配置线宽较宽的凸部133，可让更多的光线在此区域从出光面141出光，以进一步提升面光源的均匀性。

另应注意的是，图4虽然绘示具有不均匀厚度的反射层130c，但并不仅限于此，本实施例的多个凸部133c的线宽不一致的结构也可应用图2中反射层130a共形覆盖于导线170a的实施例中。

图5是本发明另一实施例的光源模块的俯视示意图。请参照图5，本实施例的光源模块100d与图1A至图4的光源模块大致相同，不同处在于散射图案132d仅配置在部分的区域。基板110包括多个侧边112，发光光源120d包括配置于这些侧边112旁的多个外围发光光源124及被外围发光光源124包围的多个中央发光光源125，每一散射图案132d配置于至少一外围发光光源124的周边，虽然图5绘示一个散射图案132d配置于一个外围发光光源124的周边，但并不仅限于此，一个散射图案132d也可配置在多个外围发光光源124的周边。在本实施例中，每一散射图案132d可包括位于所对应的外围发光光源124与基板110的侧边112之间的多条彼此平行排列且分别为线状的凸部133d，但并不仅限于此。在本实施例中，位于各个角落的外围发光光源124由于相邻于基板110的两个侧边112，因此周边配置有两个彼此部分交错的散射图案132d。

请配合参照图1B，由于这些外围发光光源124相邻于基板110的侧边112，因而可能会有从封装层140的侧边漏光的情形，而散射图案132d可借由散射光线来改善上述漏光的情形。

图6是本发明另一实施例的光源模块的俯视示意图。请参照图6，本实施例的光源模块100e与图5的光源模块100d大致相同，不同处在于本实施例的散射图案132e包括多个外围散射图案136以及多个中央散射图案137。本实施例的多个发光光源120e包括配置于侧边112旁的多个外围发光光源124及被外围发光光源124包围的多个中央发光光源125。外围散射图案136配置于这些外围发光光源124的周边，中央散射图案137配置于中央发光光源125的周边，且中央散射图案137不同于外围散射图案136。具体而言，每一外围散射图案136的凸部133e的数量多于每一中央散射图案137的凸部133e的数量。例如于图6中，每一外围散射图案136包括三条位于所对应外围发光光源124与基板110的侧边112之间的线状的凸部133e，而每一中央散射图案137仅包括两条环绕所对应中央发光光源125的线状的凸部133e，但并不仅限于此。每一外围散射图案136与每一中央散射图案137也可分别包括其他形状的凸部133e。

由于外围散射图案136除了提升光源模块100e的面光源的均匀性以外，还有防止漏光的功能，因此相较中央散射图案13具有更多的凸部133e。

图7是本发明一实施例的显示装置的剖面示意图。请参照图7与图1A，本实施例的显示装置10包括液晶面板11与相对于液晶面板11设置的光源模块100，且光学膜160位于液晶面板11与封装层140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因具有上述实施例的光源模块，从而也具有良好的显示品质以及较薄的厚度。

本发明实施例的光源模块设置在基板上的反射层具有散射图案，以对发光光源所发出在封装层内反射的光线产生散射的效果，而增加光源模块的面光源的均匀性。由于反射层的散射图案被封装层所覆盖且位于发光光源的周边，因此不会增加光源模块的厚度。本发明实施例的显示装置因具有此光源模块，从而具有良好的显示品质以及较薄的厚度。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即所有依本发明权利要求书及发明内容所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。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的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的权利范围。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：光源模块

11：液晶面板

110：基板

111：承载面

112：侧边

120、120d、120e：发光光源

122：发光面

124：外围发光光源

125：中央发光光源

130、130a、130b、130c：反射层

131：反射面

132、132a、132b、132c、132d、132e：散射图案

133、133a、133c、133d、133e：凸部

1331：顶面

136：外围散射图案

137：中央散射图案

140：封装层

141：出光面

142：凹槽

143：开口

1421：底面

1422：环绕侧面

150：反射元件

160：光学膜

170、170a：导线

171：第一导线

172：第二导线

D：宽度

D1：厚度

De、L、H1、H2：距离

F：法线

H：深度

L1、L2：光线

lw1：第一线宽

lw2：第二线宽

lw3：第三线宽

θ：全反射临界角

Na、Nm：折射率。

Claims (20)

1.一种光源模块，其特征在于，所述光源模块包括基板、多个发光光源、反射层、封装层以及多个反射元件，其中：

所述基板具有承载面；

所述多个发光光源配置于所述基板的所述承载面上；

所述反射层配置于所述承载面没有配置有所述多个发光光源的区域上，所述反射层具有远离所述承载面的反射面，且所述反射面具有多个散射图案，所述多个散射图案配置在至少部分所述多个发光光源的周边，且每一所述多个散射图案具有多个凸部；

所述封装层覆盖所述承载面、所述多个发光光源与所述反射层，所述封装层具有远离所述承载面的出光面，且所述出光面具有多个凹槽，所述多个凹槽分别与所述多个发光光源相对设置；以及

所述多个反射元件分别配置于所述多个凹槽中。

2.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述多个凸部包括多个线状凸部。

3.根据权利要求2所述的光源模块，其特征在于，每一所述多个线状凸部的线宽介于5μm至1mm之间。

4.根据权利要求2所述的光源模块，其特征在于，每一所述多个散射图案的所述多个线状凸部中，愈远离对应的至少一个所述多个发光光源的所述线状凸部的线宽愈宽。

5.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，每一所述多个凸部的远离所述反射面的顶面与所述承载面之间的距离为H1，每一所述多个凸部的所述顶面与所述反射面之间的距离为H2，20μm≦H1≦1mm，20μm≦H2≦0.5mm，且H1＞H2。

6.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述反射层的厚度不一致，且厚度较厚处形成所述多个凸部。

7.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述基板的所述承载面具有多条导线，所述多条导线被所述反射层覆盖。

8.根据权利要求7所述的光源模块，其特征在于，所述反射层共形覆盖于所述多条导线的部分形成所述多个凸部。

9.根据权利要求8所述的光源模块，其特征在于，所述多条导线包括电连接于所述多个发光光源的多条第一导线以及电绝缘于所述多条第一导线与所述多个发光光源的多条第二导线。

10.根据权利要求7所述的光源模块，其特征在于，每一所述多条导线具有介于5μm至1mm之间的线宽与介于20μm至0.5mm之间的厚度。

11.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，每一所述多个散射图案对应所述多个发光光源中的一个或多个配置。

12.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述基板包括多个侧边，所述多个发光光源包括配置于所述多个侧边旁的多个外围发光光源及被所述多个外围发光光源包围的多个中央发光光源，所述多个散射图案配置于所述多个外围发光光源的周边。

13.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，所述基板包括多个侧边，所述多个发光光源包括配置于所述多个侧边旁的多个外围发光光源及被所述多个外围发光光源包围的多个中央发光光源，所述多个散射图案包括多个外围散射图案以及多个中央散射图案，所述多个外围散射图案配置于所述多个所述多个外围发光光源的周边，所述多个中央散射图案配置于所述多个中央发光光源的周边，且所述多个中央散射图案不同于所述多个外围散射图案。

14.根据权利要求13所述的光源模块，其特征在于，每一所述多个外围散射图案的所述多个凸部的数量多于每一所述多个中央散射图案的所述多个凸部的数量。

15.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，每一所述多个凹槽于所述出光面具有开口，且所述多个发光光源分别包含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。

16.根据权利要求15所述的光源模块，其特征在于，于通过相对应的一对所述发光光源中心与所述凹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，所述发光面与所述承载面的距离为Dl，所述承载面与所述出光面的距离为De，所述凹槽的深度为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]。

17.根据权利要求15所述的光源模块，其特征在于，每一所述多个凹槽包含底面与环绕且连接所述底面的环绕侧面，所述环绕侧面相对所述出光面倾斜，且所述开口的面积大于所述底面的面积。

18.根据权利要求17所述的光源模块，其特征在于，所述底面包括弧面或平面。

19.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，其位于所述封装层具有所述出光面的一侧。

20.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括液晶面板与光源模块，所述光源模块相对于所述液晶面板设置，并且包括基板、多个发光光源、反射层、封装层以及多个反射元件，其中：

所述基板具有承载面；

所述多个发光光源配置于所述基板的所述承载面上；

所述反射层配置于所述承载面没有配置有所述多个发光光源的区域上，所述反射层具有远离所述承载面的反射面，且所述反射面具有多个散射图案，所述多个散射图案配置在至少部分所述多个发光光源的周边，且每一所述多个散射图案具有多个凸部；

所述封装层覆盖所述承载面、所述多个发光光源与所述反射层，所述封装层具有远离所述承载面的出光面，且所述出光面具有多个凹槽，所述多个凹槽分别与所述多个发光光源相对设置；以及

所述多个反射元件分别配置于所述多个凹槽中。

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