具有光反射結構的光源電路模塊、背光模塊及顯示器的製作方法

2023-04-27 08:21:56

專利名稱：具有光反射結構的光源電路模塊、背光模塊及顯示器的製作方法
技術領域：
本發明關於一種光源電路模塊及具有該光源電路模塊的背光模塊及顯示器，尤指一種具有光反射結構的光源電路模塊、背光模塊及顯示器。
背景技術：
隨著液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)製造技術快速發展，其具備有輕薄、省電及無輻射線等優點，使得液晶顯示器被大量地應用於各種有顯示需求的電子裝置， 例如個人數字助理器(Personal Digital AssistantPDA)、筆記型電腦、數字相機、數字攝錄影機、電腦屏幕及液晶電視等等。由於液晶顯示裝置中的液晶顯示面板為非自發光性的顯示面板，需要藉助背光模塊所提供的光線才能產生顯示畫面的功能。隨著發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)發光技術的提升，LED發光功率日益提高，因此目前已有許多的背光模塊以LED作為光源。於較小的顯示屏幕中，使用較少數量的LED，即能提供足夠亮度；但在較大的顯示屏幕中，例如液晶電視，其必須使用較多數量的LED，始能對整個顯示面板提供足夠的背光。以液晶電視為例，直下式背光模塊主要包含一電路板、多個均勻分布於該電路板上的LED光源及一擴散板(diffusion plate)。該多個LED光源發射的光線進入該擴散板後，經擴散、混光之後射出該擴散板，以提供液晶模塊所需的均勻背光。然而，目前液晶電視持續朝向縮減機體厚度來設計，除了液晶模塊的厚度受到限制，背光模塊的厚度亦受到限制。縮減背光模塊的厚度首當其衝的便是擴散板的厚度以及 LED至該擴散板間的距離。擴散板的厚度縮減雖會影響混光效果，但LED至擴散板間的距離的縮短影響更大，造成進入擴散板的光線強度分布相當不均勻，使得擴散板改善光線分布的效果有限，最常見的就是液晶電視產生雲紋(mura)的現象，使得液晶電視的顯示品質不佳。針對此問題，目前雖有在電路板上塗布反射材料的背光模塊，藉以使沒有光源的地方也能反射出光線，以改善進入擴散板的光線強度分布不均勻的問題。此方式雖可改善雲紋的現象，但由於電路板各處反射率固定，且到達電路板各處的光線強度隨著與其距離光源之間的距離增加而減弱，造成電路板各處反射的光線強度亦隨著與其距離光源之間的距離增加而減弱，故距離光源愈遠的電路板所反射出的光線整體強度仍愈弱，使得整體光線分布仍呈集中分布的現象，雲紋的現象仍然存在，改善效果有限。因此，實在有需要提出一種發光架構，以在背光模塊厚度被縮減的條件下，仍能提供足夠均勻度的光源，解決上述問題。

發明內容
本發明的目的之一在於提供一種光源電路模塊，利用多層反射層形成光反射結構，其利用高反射率的反射區塊的面積變化，以改善該光源電路模塊產生的光線的均勻度。本發明的光源電路模塊包含一電路板、一第一反射層及一第二反射層。該電路板包含多個電連接區域，每一個電連接區域能供一發光二極體電性固定。該第一反射層形成於該電路板的一表面上，該第一反射層具有一第一反射率。該第二反射層形成於該第一反射層上以部分地遮蓋該第一反射層，該第二反射層具有一第二反射率，該第二反射率大於該第一反射率，該第二反射層包含多個反射區塊，分布於該第一反射層上，該反射區塊的面積隨著與其距離最近的電連接區域之間的距離增加而增加。藉此，距離該多個電連接區域越遠的反射區塊其面積越大，該反射區塊能反射的光線強度越強，故可用以補償距離該多個電連接區域越遠的區域，光線分布不足的問題，進而使得該光源電路模塊整體可提供比現有技術中僅於電路板上形成單一反射率的反射層的光源模塊更為均勻的光源。本發明的另一目的在於提供一種光源電路模塊，利用多層反射層形成光反射結構，其利用高反射率的鏤空區域的面積變化，以改善該光源電路模塊產生的光線的均勻度。本發明的光源電路模塊包含一電路板、一第一反射層及一第二反射層。該電路板包含多個電連接區域，每一個電連接區域能供一發光二極體電性固定。該第一反射層形成於該電路板的一表面上，該第一反射層具有一第一反射率。該第二反射層形成於該第一反射層上以部分地遮蓋該第一反射層，該第二反射層具有一第二反射率，該第二反射率大於該第一反射率，該第二反射層包含多個鏤空區域，分布於該第一反射層上，該鏤空區域的面積隨著與其距離最近的電連接區域之間的距離增加而減少。藉此，離該多個電連接區域越遠的鏤空區域其面積越小，該第二反射層能反射的光線強度越強，故亦可用以補償距離該多個電連接區域越遠的區域，光線分布不足的問題， 進而使得該光源電路模塊整體可提供比現有技術中僅於電路板上形成單一反射率的反射層的光源模塊更為均勻的光源。本發明的另一目的在於提供一種背光模塊，採用本發明的光源電路模塊，以提供比現有技術中的背光模塊更均勻的背光。本發明的背光模塊包含一本發明的光源電路模塊及一擴散板。該擴散板設置於該光源電路模塊的電路板上。由於該光源電路模塊改善提供的光線的均勻度，已如前述，因此進入該擴散板的光線在經過該擴散板擴散、混光後，射出該擴散板而能呈現出比現有技術中的背光模塊更均勻的背光，避免雲紋的產生。本發明的另一目的在於提供一種顯示器，採用本發明的背光模塊，以提供比現有技術中的顯示器提亮度更均勻的影像顯示。本發明的背光模塊包含一本發明的背光模塊及一顯示面板。該顯示面板設置於該背光模塊的擴散板上。由於該背光模塊能提供比現有技術中的背光模塊更均勻的背光，已如前述，故該顯示面板即能使用此均勻的背光以顯示出亮度更均勻、色彩更飽和的高品質影像。相較於前述技術，本發明的光源電路模塊利用多層反射層形成光反射結構，通過改變該第二反射層對該第一反射層的遮蓋面積比例，以達到調整由該第一反射層及該第二反射層形成的反射結構的反射率的效果，以使距離該多個電連接區域越遠的區域能反射的光線強度越強，以克服光線分布不足的問題，進而使得該光源電路模塊整體可提供比現有技術中僅在電路板上形成單一反射率的反射層的光源模塊更為均勻的光線分布。簡言之， 本發明的光源電路模塊利用反射率可設變的光反射結構以作為改善背光均勻性的一個變數或是設計自由度，故能增加背光結構的設計彈性。本發明的背光模塊即利用此提供的光線，經擴散板擴散、混光作用，進而提供比現有技術中的背光模塊更均勻的背光，有效抑制雲紋現象；進一步地，本發明的顯示器即利用此背光模塊以提供亮度更均勻、色彩更飽和的高品質的影像顯示。 關於本發明的優點與精神可以通過以下的發明詳述及所附附圖得到進一步的了解。


圖1為根據本發明的一第--較佳具體實施例的-一光源電路模塊的俯視圖
圖2為圖1中光源電路模塊沿割面線X-X的剖面圖3為根據本發明的一第二二較佳具體實施例的-一光源電路模塊的俯視圖
圖4為圖3中光源電路模塊沿割面線Y-Y的剖面圖5為根據本發明的一第三Ξ較佳具體實施例的-一背光模塊的剖面示意圖
圖6為根據本發明的一第四較佳具體實施例的·一顯示器的局部剖面圖。
其中，附圖標記
1、3光源電路模塊2發光二極體
5背光模塊7顯不器
12,32電路板14,34 ；第一反射層
16,36第二反射層52擴散板
72顯示面板122,322電連接區域
124,324表面162反射區塊
362鏤空區域522不透光網點
1222,3222電極焊墊D距離
具體實施例方式請參圖1及圖2，圖1為根據本發明的一第一較佳具體實施例的一光源電路模塊1 的俯視圖，圖2為圖1中光源電路模塊1沿割面線X-X的剖面圖。該光源電路模塊1包含一電路板12、一第一反射層14及一第二反射層16。電路板12包含多個電連接區域122(以方框表示其範圍)，每一個電連接區域122可包含二個電極焊墊1222，其上電性連接與固定一發光二極體2。第一反射層14形成於電路板12的一表面IM上並具有一第一反射率Rl。 第二反射層16形成於第一反射層14上以部分地遮蓋第一反射層14並具有一第二反射率 R2，該第二反射率R2大於該第一反射率Rl。第二反射層16包含多個反射區塊162，分布於第一反射層14上，反射區塊162的面積隨著與其距離最近的電連接區域122之間的距離D 增加而增加，其中為方便識圖，在圖2中反射區塊162加上影線表示。另外，在本實施例中， 前述距離D可定義為反射區塊162的形心至距離最近的電連接區域122的形心間的距離； 但本發明不以此為限。整體而言，電路板12上各區域因反射區塊162分布的情形不同而有不同的反射率，此反射率由第一反射層14與第二反射層16的反射區塊162所共同貢獻，例如某一區域的反射率的操作定義可為於該區域內，第一反射層14露出的面積比例Pl乘以該第一反反射區塊162露出的面積比例P2乘以該第二反射率R2之和 (P1XR1+P2XR2)，其性質為一平均反射率，其中該區域大小的設定則宜考慮實際上反射區塊162的面積大小，以避免目標區域選取不當造成反射率計算失真。在本實施例中，因距離電連接區域122較遠的反射區塊162的面積較大，故電路板12上距離電連接區域122較遠的區域的反射率較大。在應用上，自發光二極體2發射出來的光線會部分地被其他與光源電路模塊1組合的構件所反射，例如背光模塊的導光板，此反射光可再經多次反射而到達距離發光二極體2較遠的地方。雖然到達距離發光二極體2愈遠的方地的光線，其強度愈弱，但由於電路板12距離發光二極體2或電連接區域122較遠的區域的反射率較大，可相對於其入射光反射出較強的反射光，故可補償此強度衰減，使得縱使距離發光二極體2較遠的地方，通過設計該處的反射率使其整體反射出的光線能維持在一定的強度以上；換言之，光源電路模塊1整體對外可提供較為均勻的光線分布，解決現有技術中背光模塊僅於電路板上形成單一反射率的反射層無法有效改善光線集中分布的問題。補充說明的是，由於反射區塊162為離散分布，故前述平均反射率的引入僅為便於分析、理解由第一反射層14與第二反射層16所形成的光反射結構，並非限定本實施例中反射區塊162與第一反射層14形成均質反射的結構。此外，經多次反射的反射光或光線傳遞本身通常伴隨有強度衰減的現象，若衰減程度明顯，在實作上，前述反射區塊162的面積宜再增大些，以補償前述衰減。另外，於本實施例中，該第一反射率Rl大於等於30%且小於等於98%，該第二反射率R2大於等於90%且小於等於100%，在選擇材料以搭配第一反射層14與第二反射層 16時，仍應注意該第二反射率R2應大於該第一反射率R1，例如選用第一反射層14的材質包含金屬或金屬化合物，例如硫酸鋇(反射率約98% )，則可對應選用第二反射層16的材質為銀粉(反射率大於99%)；但本發明不以此為限。又，第一反射層14及第二反射層16 可利用印刷的方式，依序塗布於電路板12上，但本發明不以此為限，例如以片材設置於電路板12上亦可。請參圖3及圖4，圖3為根據本發明的一第二較佳具體實施例的一光源電路模塊3 的俯視圖，圖4為圖3中光源電路模塊3沿割面線Y-Y的剖面圖。該光源電路模塊3包含一電路板32、一第一反射層34及一第二反射層36。電路板32包含多個電連接區域322 (以方框表示其範圍)，每一個電連接區域322包含二個電極焊墊3222，其上電性連接與固定一發光二極體2。第一反射層34形成於電路板32的一表面3M上並具有一第一反射率R1。 第二反射層36形成於第一反射層34上以部分地遮蓋第一反射層34並具有一第二反射率 R2，該第二反射率R2大於該第一反射率Rl。第二反射層36包含多個鏤空區域362，分布於第一反射層34上，鏤空區域362的面積隨著與其距離最近的電連接區域322之間的距離D 增加而減少，其中為方便識圖，在圖3中鏤空區域362加上影線表示，鏤空區域362內露出的第一反射層34則不另標示。同樣地，在本實施例中，前述距離D可定義為鏤空區域362 的形心至距離最近的電連接區域322的形心間的距離；但本發明不以此為限。在本實施例中，電路板32上各區域因鏤空區域362分布的情形不同而有不同的反射率，此反射率同樣地由第一反射層34與第二反射層36所共同貢獻，某一區域的反射率的操作定義亦可採用以第一反射層34與第二反射層36分別露出的面積比例為計算依據，如在前述第一較佳具體實施例中關於反射率的說明，不再贅述。在本實施例中，因距離電連接區域122較遠的鏤空區域362的面積較小，換言之，在此區域中第二反射層36遮蓋第一反射層34的比例較高，故電路板32上距離電連接區域322較遠的區域的反射率較大。補充說明的是，在第一較佳具體實施例中光源電路模塊1以改變反射區塊162的面積以增加第二反射層16遮蓋第一反射層14的比例，進而達到控制反射率的目的；在第二較佳具體實施例中光源電路模塊3則以改變鏤空區域362的面積以增加第二反射層36遮蓋第一反射層 34的比例，同樣能達到控制反射率的目的。簡言之，兩者均是利用改變第一反射層14、34及第二反射層16、36露出面積的比例以達到控制反射率的目的，故兩者技術手段的基礎精神並無不同。因此，關於第一反射層34及第二反射層36的其他說明可徑參閱前述第一較佳具體實施例中有關之說明，不再贅述。請參圖5，其為根據本發明的一第三較佳具體實施例的一背光模塊5的局部剖面圖。背光模塊5包含前述光源電路模塊1及一擴散板52，擴散板52設置於電路板12之上， 其中關於光源電路模塊1各構件的說明請徑參閱前述第一較佳具體實施例中有關的說明， 不再贅述；另外，為便於說明，在圖5中，自發光二極體2發射的光線其行進路徑以虛線表示，包含折射及反射等路徑。如圖5所示，自發光二極體2發射的光線並非全部直接進入擴散板52內，至少有一部分被擴散板52反射朝向電路板12行進。此反射的光線將被由第一反射層14及第二反射層16形成的光反射結構所反射，此經過二次反射的光線仍僅部分可進入擴散板52內， 其餘部分則被擴散板52反射，經多次反射的光線可到達距離發光二極體2較遠的區域。藉此，擴散板52不僅在接近發光二極體2處可接收到光線，亦能在遠離發光二極體2處接收到由第一反射層14及第二反射層16反射的光線，故擴散板52接收到比公知點光源的背光模塊更均勻的入射光，並且擴散板52接收到的光線分布亦比公知僅於電路板上形成單一反射率的反射層的背光模塊更均勻，進而擴散板52能提供比公知背光模塊更均勻的背光； 換句話說，本發明的背光模塊除可減緩雲紋現象，亦能通過設計光反射結構的反射率的變化程度以大幅提升背光的均勻性。另外，在本實施例中，擴散板52另可包含多個不透光網點522，能阻擋光線進入擴散板52的量，以縮減自擴散板52表面各區域進入的光線的強度間的差距，亦有助於背光模塊5提供的背光的均勻性。又，若不透光網點522以反射材料組成，則被不透光網點522 反射的光線可進一步傳遞至距離發光二極體2較遠的區域，以增加距離發光二極體2較遠的光反射結構反射光線的強度，亦能進一步提升背光模塊5提供的背光的均勻性的效果。 補充說明的是，本發明的背光模塊於實作上不限於以光源電路模塊1作為光源提供裝置， 前述各種光源電路模塊的實施例或其變形、組合均可作為本發明的背光模塊的光源提供裝置。請參圖6，其為根據本發明的一第四較佳具體實施例的一顯示器7的局部剖面圖。 顯示器7包含前述背光模塊5及一顯示面板72，顯示面板72設置於擴散板52之上，其中關於背光模塊5的說明請徑參閱前述第三較佳具體實施例中有關的說明，不再贅述。如圖 6所示，背光模塊5通過擴散板52擴散、混光作用，可對顯示面板72提供相當均勻的背光 (以虛線表示光線路徑)，其產生機制已如前述，不再贅述。藉此，本發明的顯示器7的顯示面板72即能利用此背光模塊5提供的均勻背光，顯示比公知僅在電路板上形成單一反射率的反射層的光反射結構的顯示器亮度更均勻、色彩更飽和的高品質影像。補充說明的是，本發明的顯示器的背光模塊於實作上不限於圖6中背光模塊5，其他基於前述各種光源電路模塊的實施例或其變形、組合而形成的背光模塊，亦能適用於本發明的顯示器。相較於前述技術，本發明的光源電路模塊利用多層反射層形成反射率變化的光反射結構，以使距離該多個電連接區域越遠的區域能反射的光線強度越強，使得該光源電路模塊整體可提供比現有技術中僅於電路板上形成單一反射率的反射層的光源模塊更為均勻的光線分布。簡言之，本發明的光源電路模塊以反射率可設變的光反射結構作為改善背光均勻性的一個變數或是設計自由度，故能增加背光結構的設計彈性。本發明的背光模塊利用此光源模塊以提供比現有技術中的背光模塊更均勻的背光，有效抑制雲紋現象。本發明的顯示器利用此背光模塊以提供亮度更均勻、色彩更飽和的高品質的影像顯示。當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種光源電路模塊，其特徵在於，其包含一電路板，包含多個電連接區域，每一個電連接區域能供一發光二極體電性固定； 一第一反射層，形成於該電路板的一表面上，該第一反射層具有一第一反射率；以及一第二反射層，形成於該第一反射層上以部分地遮蓋該第一反射層，該第二反射層具有一第二反射率，該第二反射率大於該第一反射率，該第二反射層包含多個反射區塊，分布於該第一反射層上，該反射區塊的面積隨著與其距離最近的電連接區域之間的距離增加而增加。
2.根據權利要求1所述的光源電路模塊，其特徵在於，該第一反射率大於等於30%且小於等於98%。
3.根據權利要求1所述的光源電路模塊，其特徵在於，該第二反射率大於等於90%且小於等於99%。
4.根據權利要求1所述的光源電路模塊，其特徵在於，該第一反射層的材質包含金屬或金屬化合物。
5.根據權利要求1所述的光源電路模塊，其特徵在於，該第一反射層的材質為硫酸鋇。
6.根據權利要求1所述的光源電路模塊，其特徵在於，該第二反射層的材質包含金屬或金屬化合物。
7.根據權利要求1所述的光源電路模塊，其特徵在於，該第二反射層的材質為銀粉。
8.一種光源電路模塊，其特徵在於，其包含一電路板，包含多個電連接區域，每一個電連接區域能供一發光二極體電性固定； 一第一反射層，形成於該電路板的一表面上，該第一反射層具有一第一反射率；以及一第二反射層，形成於該第一反射層上以部分地遮蓋該第一反射層，該第二反射層具有一第二反射率，該第二反射率大於該第一反射率，該第二反射層包含多個鏤空區域，分布於該第一反射層上，該鏤空區域的面積隨著與其距離最近的電連接區域之間的距離增加而減少。
9.一種背光模塊，其特徵在於，其包含一根據權利要求1至權利要求8中的任一項所述的光源電路模塊；以及一擴散板，設置於該電路板之上。
10.一種顯示器，其特徵在於，其包含 一根據權利要求9所述的背光模塊；以及一顯示面板，設置於該擴散板之上。
全文摘要
本發明公開一種具有光反射結構的光源電路模塊及具有該光源電路模塊的背光模塊及顯示器。該光源電路模塊包含一電路板、一第一反射層及一第二反射層。該第一反射層形成於該電路板的一表面上並具有一第一反射率。該第二反射層形成於該第一反射層上以部分地遮蓋該第一反射層並具有一第二反射率，該第二反射率大於該第一反射率。通過改變該第二反射層對該第一反射層的遮蓋面積比例，以達到調整由該第一反射層及該第二反射層形成的反射結構的反射率的效果，進而改善該光源電路模塊所提供的光線均勻度，解決現有技術中因光源提供的光線不均勻而產生雲紋的問題。
文檔編號G09F9/30GK102155681SQ20111002675
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月20日 優先權日2010年12月15日
發明者廖述珀, 王炯翰 申請人:友達光電股份有限公司