CN102155681A - 具有光反射结构的光源电路模块、背光模块及显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有光反射结构的光源电路模块及具有该光源电路模块的背光模块及显示器。该光源电路模块包含一电路板、一第一反射层及一第二反射层。该第一反射层形成于该电路板的一表面上并具有一第一反射率。该第二反射层形成于该第一反射层上以部分地遮盖该第一反射层并具有一第二反射率，该第二反射率大于该第一反射率。通过改变该第二反射层对该第一反射层的遮盖面积比例，以达到调整由该第一反射层及该第二反射层形成的反射结构的反射率的效果，进而改善该光源电路模块所提供的光线均匀度，解决现有技术中因光源提供的光线不均匀而产生云纹的问题。
Description
技术领域
本发明关于一种光源电路模块及具有该光源电路模块的背光模块及显示器，尤指一种具有光反射结构的光源电路模块、背光模块及显示器。
背景技术
随着液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)制造技术快速发展，其具备有轻薄、省电及无辐射线等优点，使得液晶显示器被大量地应用于各种有显示需求的电子装置，例如个人数字助理器(Personal Digital Assistant，PDA)、笔记型电脑、数字相机、数字摄录影机、电脑屏幕及液晶电视等等。由于液晶显示装置中的液晶显示面板为非自发光性的显示面板，需要借助背光模块所提供的光线才能产生显示画面的功能。
随着发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)发光技术的提升，LED发光功率日益提高，因此目前已有许多的背光模块以LED作为光源。于较小的显示屏幕中，使用较少数量的LED，即能提供足够亮度；但在较大的显示屏幕中，例如液晶电视，其必须使用较多数量的LED，始能对整个显示面板提供足够的背光。以液晶电视为例，直下式背光模块主要包含一电路板、多个均匀分布于该电路板上的LED光源及一扩散板(diffusion plate)。该多个LED光源发射的光线进入该扩散板后，经扩散、混光之后射出该扩散板，以提供液晶模块所需的均匀背光。
然而，目前液晶电视持续朝向缩减机体厚度来设计，除了液晶模块的厚度受到限制，背光模块的厚度亦受到限制。缩减背光模块的厚度首当其冲的便是扩散板的厚度以及LED至该扩散板间的距离。扩散板的厚度缩减虽会影响混光效果，但LED至扩散板间的距离的缩短影响更大，造成进入扩散板的光线强度分布相当不均匀，使得扩散板改善光线分布的效果有限，最常见的就是液晶电视产生云纹(mura)的现象，使得液晶电视的显示品质不佳。
针对此问题，目前虽有在电路板上涂布反射材料的背光模块，借以使没有光源的地方也能反射出光线，以改善进入扩散板的光线强度分布不均匀的问题。此方式虽可改善云纹的现象，但由于电路板各处反射率固定，且到达电路板各处的光线强度随着与其距离光源之间的距离增加而减弱，造成电路板各处反射的光线强度亦随着与其距离光源之间的距离增加而减弱，故距离光源愈远的电路板所反射出的光线整体强度仍愈弱，使得整体光线分布仍呈集中分布的现象，云纹的现象仍然存在，改善效果有限。因此，实在有需要提出一种发光架构，以在背光模块厚度被缩减的条件下，仍能提供足够均匀度的光源，解决上述问题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种光源电路模块，利用多层反射层形成光反射结构，其利用高反射率的反射区块的面积变化，以改善该光源电路模块产生的光线的均匀度。
本发明的光源电路模块包含一电路板、一第一反射层及一第二反射层。该电路板包含多个电连接区域，每一个电连接区域能供一发光二极管电性固定。该第一反射层形成于该电路板的一表面上，该第一反射层具有一第一反射率。该第二反射层形成于该第一反射层上以部分地遮盖该第一反射层，该第二反射层具有一第二反射率，该第二反射率大于该第一反射率，该第二反射层包含多个反射区块，分布于该第一反射层上，该反射区块的面积随着与其距离最近的电连接区域之间的距离增加而增加。
借此，距离该多个电连接区域越远的反射区块其面积越大，该反射区块能反射的光线强度越强，故可用以补偿距离该多个电连接区域越远的区域，光线分布不足的问题，进而使得该光源电路模块整体可提供比现有技术中仅于电路板上形成单一反射率的反射层的光源模块更为均匀的光源。
本发明的另一目的在于提供一种光源电路模块，利用多层反射层形成光反射结构，其利用高反射率的镂空区域的面积变化，以改善该光源电路模块产生的光线的均匀度。
本发明的光源电路模块包含一电路板、一第一反射层及一第二反射层。该电路板包含多个电连接区域，每一个电连接区域能供一发光二极管电性固定。该第一反射层形成于该电路板的一表面上，该第一反射层具有一第一反射率。该第二反射层形成于该第一反射层上以部分地遮盖该第一反射层，该第二反射层具有一第二反射率，该第二反射率大于该第一反射率，该第二反射层包含多个镂空区域，分布于该第一反射层上，该镂空区域的面积随着与其距离最近的电连接区域之间的距离增加而减少。
借此，离该多个电连接区域越远的镂空区域其面积越小，该第二反射层能反射的光线强度越强，故亦可用以补偿距离该多个电连接区域越远的区域，光线分布不足的问题，进而使得该光源电路模块整体可提供比现有技术中仅于电路板上形成单一反射率的反射层的光源模块更为均匀的光源。
本发明的另一目的在于提供一种背光模块，采用本发明的光源电路模块，以提供比现有技术中的背光模块更均匀的背光。
本发明的背光模块包含一本发明的光源电路模块及一扩散板。该扩散板设置于该光源电路模块的电路板上。由于该光源电路模块改善提供的光线的均匀度，已如前述，因此进入该扩散板的光线在经过该扩散板扩散、混光后，射出该扩散板而能呈现出比现有技术中的背光模块更均匀的背光，避免云纹的产生。
本发明的另一目的在于提供一种显示器，采用本发明的背光模块，以提供比现有技术中的显示器提亮度更均匀的影像显示。
本发明的背光模块包含一本发明的背光模块及一显示面板。该显示面板设置于该背光模块的扩散板上。由于该背光模块能提供比现有技术中的背光模块更均匀的背光，已如前述，故该显示面板即能使用此均匀的背光以显示出亮度更均匀、色彩更饱和的高品质影像。
相较于前述技术，本发明的光源电路模块利用多层反射层形成光反射结构，通过改变该第二反射层对该第一反射层的遮盖面积比例，以达到调整由该第一反射层及该第二反射层形成的反射结构的反射率的效果，以使距离该多个电连接区域越远的区域能反射的光线强度越强，以克服光线分布不足的问题，进而使得该光源电路模块整体可提供比现有技术中仅在电路板上形成单一反射率的反射层的光源模块更为均匀的光线分布。简言之，本发明的光源电路模块利用反射率可设变的光反射结构以作为改善背光均匀性的一个变数或是设计自由度，故能增加背光结构的设计弹性。本发明的背光模块即利用此提供的光线，经扩散板扩散、混光作用，进而提供比现有技术中的背光模块更均匀的背光，有效抑制云纹现象；进一步地，本发明的显示器即利用此背光模块以提供亮度更均匀、色彩更饱和的高品质的影像显示。
关于本发明的优点与精神可以通过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为根据本发明的一第一较佳具体实施例的一光源电路模块的俯视图；
图2为图1中光源电路模块沿割面线X-X的剖面图；
图3为根据本发明的一第二较佳具体实施例的一光源电路模块的俯视图；
图4为图3中光源电路模块沿割面线Y-Y的剖面图；
图5为根据本发明的一第三较佳具体实施例的一背光模块的剖面示意图；
图6为根据本发明的一第四较佳具体实施例的一显示器的局部剖面图。
其中，附图标记
1、3 光源电路模块 2 发光二极管
5 背光模块 7 显示器
12、32 电路板 14、34 第一反射层
16、36 第二反射层 52 扩散板
72 显示面板 122、322 电连接区域
124、324 表面 162 反射区块
362 镂空区域 522 不透光网点
1222、3222 电极焊垫 D 距离
具体实施方式
请参图1及图2，图1为根据本发明的一第一较佳具体实施例的一光源电路模块1的俯视图，图2为图1中光源电路模块1沿割面线X-X的剖面图。该光源电路模块1包含一电路板12、一第一反射层14及一第二反射层16。电路板12包含多个电连接区域122(以方框表示其范围)，每一个电连接区域122可包含二个电极焊垫1222，其上电性连接与固定一发光二极管2。第一反射层14形成于电路板12的一表面124上并具有一第一反射率R1。第二反射层16形成于第一反射层14上以部分地遮盖第一反射层14并具有一第二反射率R2，该第二反射率R2大于该第一反射率R1。第二反射层16包含多个反射区块162，分布于第一反射层14上，反射区块162的面积随着与其距离最近的电连接区域122之间的距离D增加而增加，其中为方便识图，在图2中反射区块162加上影线表示。另外，在本实施例中，前述距离D可定义为反射区块162的形心至距离最近的电连接区域122的形心间的距离；但本发明不以此为限。
整体而言，电路板12上各区域因反射区块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层14与第二反射层16的反射区块162所共同贡献，例如某一区域的反射率的操作定义可为于该区域内，第一反射层14露出的面积比例P1乘以该第一反射率R1与第二反射层16的反射区块162露出的面积比例P2乘以该第二反射率R2之和(P1×R1+P2×R2)，其性质为一平均反射率，其中该区域大小的设定则宜考虑实际上反射区块162的面积大小，以避免目标区域选取不当造成反射率计算失真。在本实施例中，因距离电连接区域122较远的反射区块162的面积较大，故电路板12上距离电连接区域122较远的区域的反射率较大。在应用上，自发光二极管2发射出来的光线会部分地被其他与光源电路模块1组合的构件所反射，例如背光模块的导光板，此反射光可再经多次反射而到达距离发光二极管2较远的地方。虽然到达距离发光二极管2愈远的方地的光线，其强度愈弱，但由于电路板12距离发光二极管2或电连接区域122较远的区域的反射率较大，可相对于其入射光反射出较强的反射光，故可补偿此强度衰减，使得纵使距离发光二极管2较远的地方，通过设计该处的反射率使其整体反射出的光线能维持在一定的强度以上；换言之，光源电路模块1整体对外可提供较为均匀的光线分布，解决现有技术中背光模块仅于电路板上形成单一反射率的反射层无法有效改善光线集中分布的问题。
补充说明的是，由于反射区块162为离散分布，故前述平均反射率的引入仅为便于分析、理解由第一反射层14与第二反射层16所形成的光反射结构，并非限定本实施例中反射区块162与第一反射层14形成均质反射的结构。此外，经多次反射的反射光或光线传递本身通常伴随有强度衰减的现象，若衰减程度明显，在实作上，前述反射区块162的面积宜再增大些，以补偿前述衰减。
另外，于本实施例中，该第一反射率R1大于等于30％且小于等于98％，该第二反射率R2大于等于90％且小于等于100％，在选择材料以搭配第一反射层14与第二反射层16时，仍应注意该第二反射率R2应大于该第一反射率R1，例如选用第一反射层14的材质包含金属或金属化合物，例如硫酸钡(反射率约98％)，则可对应选用第二反射层16的材质为银粉(反射率大于99％)；但本发明不以此为限。又，第一反射层14及第二反射层16可利用印刷的方式，依序涂布于电路板12上，但本发明不以此为限，例如以片材设置于电路板12上亦可。
请参图3及图4，图3为根据本发明的一第二较佳具体实施例的一光源电路模块3的俯视图，图4为图3中光源电路模块3沿割面线Y-Y的剖面图。该光源电路模块3包含一电路板32、一第一反射层34及一第二反射层36。电路板32包含多个电连接区域322(以方框表示其范围)，每一个电连接区域322包含二个电极焊垫3222，其上电性连接与固定一发光二极管2。第一反射层34形成于电路板32的一表面324上并具有一第一反射率R1。第二反射层36形成于第一反射层34上以部分地遮盖第一反射层34并具有一第二反射率R2，该第二反射率R2大于该第一反射率R1。第二反射层36包含多个镂空区域362，分布于第一反射层34上，镂空区域362的面积随着与其距离最近的电连接区域322之间的距离D增加而减少，其中为方便识图，在图3中镂空区域362加上影线表示，镂空区域362内露出的第一反射层34则不另标示。同样地，在本实施例中，前述距离D可定义为镂空区域362的形心至距离最近的电连接区域322的形心间的距离；但本发明不以此为限。
在本实施例中，电路板32上各区域因镂空区域362分布的情形不同而有不同的反射率，此反射率同样地由第一反射层34与第二反射层36所共同贡献，某一区域的反射率的操作定义亦可采用以第一反射层34与第二反射层36分别露出的面积比例为计算依据，如在前述第一较佳具体实施例中关于反射率的说明，不再赘述。在本实施例中，因距离电连接区域122较远的镂空区域362的面积较小，换言之，在此区域中第二反射层36遮盖第一反射层34的比例较高，故电路板32上距离电连接区域322较远的区域的反射率较大。补充说明的是，在第一较佳具体实施例中光源电路模块1以改变反射区块162的面积以增加第二反射层16遮盖第一反射层14的比例，进而达到控制反射率的目的；在第二较佳具体实施例中光源电路模块3则以改变镂空区域362的面积以增加第二反射层36遮盖第一反射层34的比例，同样能达到控制反射率的目的。简言之，两者均是利用改变第一反射层14、34及第二反射层16、36露出面积的比例以达到控制反射率的目的，故两者技术手段的基础精神并无不同。因此，关于第一反射层34及第二反射层36的其他说明可径参阅前述第一较佳具体实施例中有关之说明，不再赘述。
请参图5，其为根据本发明的一第三较佳具体实施例的一背光模块5的局部剖面图。背光模块5包含前述光源电路模块1及一扩散板52，扩散板52设置于电路板12之上，其中关于光源电路模块1各构件的说明请径参阅前述第一较佳具体实施例中有关的说明，不再赘述；另外，为便于说明，在图5中，自发光二极管2发射的光线其行进路径以虚线表示，包含折射及反射等路径。
如图5所示，自发光二极管2发射的光线并非全部直接进入扩散板52内，至少有一部分被扩散板52反射朝向电路板12行进。此反射的光线将被由第一反射层14及第二反射层16形成的光反射结构所反射，此经过二次反射的光线仍仅部分可进入扩散板52内，其余部分则被扩散板52反射，经多次反射的光线可到达距离发光二极管2较远的区域。借此，扩散板52不仅在接近发光二极管2处可接收到光线，亦能在远离发光二极管2处接收到由第一反射层14及第二反射层16反射的光线，故扩散板52接收到比公知点光源的背光模块更均匀的入射光，并且扩散板52接收到的光线分布亦比公知仅于电路板上形成单一反射率的反射层的背光模块更均匀，进而扩散板52能提供比公知背光模块更均匀的背光；换句话说，本发明的背光模块除可减缓云纹现象，亦能通过设计光反射结构的反射率的变化程度以大幅提升背光的均匀性。
另外，在本实施例中，扩散板52另可包含多个不透光网点522，能阻挡光线进入扩散板52的量，以缩减自扩散板52表面各区域进入的光线的强度间的差距，亦有助于背光模块5提供的背光的均匀性。又，若不透光网点522以反射材料组成，则被不透光网点522反射的光线可进一步传递至距离发光二极管2较远的区域，以增加距离发光二极管2较远的光反射结构反射光线的强度，亦能进一步提升背光模块5提供的背光的均匀性的效果。补充说明的是，本发明的背光模块于实作上不限于以光源电路模块1作为光源提供装置，前述各种光源电路模块的实施例或其变形、组合均可作为本发明的背光模块的光源提供装置。
请参图6，其为根据本发明的一第四较佳具体实施例的一显示器7的局部剖面图。显示器7包含前述背光模块5及一显示面板72，显示面板72设置于扩散板52之上，其中关于背光模块5的说明请径参阅前述第三较佳具体实施例中有关的说明，不再赘述。如图6所示，背光模块5通过扩散板52扩散、混光作用，可对显示面板72提供相当均匀的背光(以虚线表示光线路径)，其产生机制已如前述，不再赘述。借此，本发明的显示器7的显示面板72即能利用此背光模块5提供的均匀背光，显示比公知仅在电路板上形成单一反射率的反射层的光反射结构的显示器亮度更均匀、色彩更饱和的高品质影像。补充说明的是，本发明的显示器的背光模块于实作上不限于图6中背光模块5，其他基于前述各种光源电路模块的实施例或其变形、组合而形成的背光模块，亦能适用于本发明的显示器。
相较于前述技术，本发明的光源电路模块利用多层反射层形成反射率变化的光反射结构，以使距离该多个电连接区域越远的区域能反射的光线强度越强，使得该光源电路模块整体可提供比现有技术中仅于电路板上形成单一反射率的反射层的光源模块更为均匀的光线分布。简言之，本发明的光源电路模块以反射率可设变的光反射结构作为改善背光均匀性的一个变数或是设计自由度，故能增加背光结构的设计弹性。本发明的背光模块利用此光源模块以提供比现有技术中的背光模块更均匀的背光，有效抑制云纹现象。本发明的显示器利用此背光模块以提供亮度更均匀、色彩更饱和的高品质的影像显示。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种光源电路模块，其特征在于，其包含：
一电路板，包含多个电连接区域，每一个电连接区域能供一发光二极管电性固定；
一第一反射层，形成于该电路板的一表面上，该第一反射层具有一第一反射率；以及
一第二反射层，形成于该第一反射层上以部分地遮盖该第一反射层，该第二反射层具有一第二反射率，该第二反射率大于该第一反射率，该第二反射层包含多个反射区块，分布于该第一反射层上，该反射区块的面积随着与其距离最近的电连接区域之间的距离增加而增加。
2.根据权利要求1所述的光源电路模块，其特征在于，该第一反射率大于等于30％且小于等于98％。
3.根据权利要求1所述的光源电路模块，其特征在于，该第二反射率大于等于90％且小于等于99％。
4.根据权利要求1所述的光源电路模块，其特征在于，该第一反射层的材质包含金属或金属化合物。
5.根据权利要求1所述的光源电路模块，其特征在于，该第一反射层的材质为硫酸钡。
6.根据权利要求1所述的光源电路模块，其特征在于，该第二反射层的材质包含金属或金属化合物。
7.根据权利要求1所述的光源电路模块，其特征在于，该第二反射层的材质为银粉。
8.一种光源电路模块，其特征在于，其包含：
一电路板，包含多个电连接区域，每一个电连接区域能供一发光二极管电性固定；
一第一反射层，形成于该电路板的一表面上，该第一反射层具有一第一反射率；以及
一第二反射层，形成于该第一反射层上以部分地遮盖该第一反射层，该第二反射层具有一第二反射率，该第二反射率大于该第一反射率，该第二反射层包含多个镂空区域，分布于该第一反射层上，该镂空区域的面积随着与其距离最近的电连接区域之间的距离增加而减少。
9.一种背光模块，其特征在于，其包含：
一根据权利要求1至权利要求8中的任一项所述的光源电路模块；以及
一扩散板，设置于该电路板之上。
10.一种显示器，其特征在于，其包含：
一根据权利要求9所述的背光模块；以及
一显示面板，设置于该扩散板之上。
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