CN103175166B - 光源模块和背光单元 - Google Patents

光源模块和背光单元 Download PDF

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Abstract

一种光源模块和背光单元。本发明公开了一种光源模块，其包括：基片；多个发光装置，所述多个发光装置具有不同等级并以列和行排列于所述基片上，基于颜色坐标、从其发射的光的亮度和驱动电压中的至少之一将所述多个发光装置分为不同等级，其中在所述列和行的至少之一中，将所述多个发光装置中具有不同等级的发光装置以基本排列进行交替并且以与所述基本排列相反的反向排列进行交替。

Description

光源模块和背光单元
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年12月21日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2011-0139237的优先权，该申请的公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明的示例实施例涉及光源模块和背光单元。
背景技术
发光二极管（LED）是一种半导体发光装置，在对其施加电流时，发光二极管通过在p型半导体和n型半导体之间的界面处的电子和空穴的复合产生各种颜色的光。与基于灯丝的发光装置相比，LED在多种属性上具有优势，例如使用寿命长、低能耗、优良的初始启动特性、高抗振等，因此对其的需求持续增长。尤其是，能够发射单波长区域的蓝光的Ⅲ族氮化物半导体已极为突出。
虽然在现有技术中冷阴极荧光灯（CCFL）已用作LCD背光单元中的光源模块，但包含水银蒸气的CCFL可导致环境污染、具有慢的反应速度、低的色彩还原，并且不适合与小、薄且轻的LCD板使用。与CCFL相比，LED环保、具有以几个纳秒级测量的高速响应率、有效显示视频流信号、易驱动、具有超过100%的色彩还原性，并能通过调整红色、绿色和蓝色LED发出的光量来任意地改变发射光的亮度等级、色温等，还具有适合轻、薄且小的LCD板的强度，因此，最近已经在背光光源模块领域内以积极的方式采用LED。
背光单元等中所用的光源模块可包括多个发光装置。多个发光装置在制造过程中会具有不同的特性，例如变化的亮度、不同的所需驱动电压、有差异的颜色坐标等。即，可将所制造的发光装置根据以上特性分为多个等级。在这种情况下，当使用具有相同等级的发光装置来实现模块时，由于最终的产品质量会是可变的，因此实现模块的方法采用具有不同等级的发光装置。因此，当具有不同等级的发光装置应用于单个模块时，该模块的发光特性在整个发光面上会不是均匀的。
发明内容
本发明的一个或多个示例实施例提供了一种光源模块，当具有不同的特性（即等级）的发光装置应用于一个模块时，该光源模块能够以均匀的方式发光。
本发明的一个或多个示例实施例还提供了一种包括所述光源模块的背光单元。
根据示例实施例的一个方面，提供了一种光源模块，其包括：基片；和多个发光装置，所述多个发光装置具有不同等级并以列和行排列于所述基片上，基于颜色坐标、从其发射的光的亮度和驱动电压中的至少之一将所述多个发光装置分为不同等级，其中在所述列和行的至少之一中，将所述多个发光装置中具有不同等级的发光装置以基本排列进行交替并且以与所述基本排列相反的反向排列进行交替。
可将所述基本排列中的最后一个发光装置与所述反向排列中的第一个发光装置相邻布置。
可将所述多个发光装置关于具有所述基本排列和所述反向排列的列和行的中心对称排列。
在具有所述基本排列和所述反向排列的列和行中，置于每个列和行的端部的两个发光装置可具有相同的等级，并且置于每个列和行的中央的两个发光装置可具有相同的等级。
在具有所述基本排列和所述反向排列的列和行中，置于每个列的中央的两个发光装置的等级可与置于该列的端部的两个发光装置的等级不同，并且置于每个行的中央的两个发光装置的等级可与置于该行的端部的两个发光装置的等级不同。
在具有所述基本排列和所述反向排列的列和行中，置于各个列和各个行的中央的两个发光装置可具有相同的等级。
可以以复数提供所述列和行，多个列和行都可以具有所述基本排列和所述反向排列。
在这种情况下，置于由所述多个列和行形成的区域的中央的四个发光装置可具有相同等级。
所述多个发光装置可具有两种不同的等级。
所述多个发光装置可具有三种或更多不同的等级。
所述多个发光装置可具有这样的特性分布，该特性分布作为针对所述等级的基础表明了一种正态分布。
可基于所述正态分布的平均值对所述等级进行分类。
根据另一个示例实施例的一个方面，提供了一种背光单元，其包括：基片；多个发光装置，所述多个发光装置具有不同等级并以列和行排列于所述基片上，基于颜色坐标、从其发射的光的亮度和驱动电压中的至少之一将所述多个发光装置分为不同等级；和置于所述多个发光装置上的至少一个光学片，其中在所述列和行的至少之一中，将所述多个发光装置中具有不同等级的发光装置以基本排列进行交替并且以与所述基本排列相反的反向排列进行交替。
所述背光单元还可包括容纳所述基片和所述多个发光装置的底盘结构。
可将所述基本排列中的最后一个发光装置与所述反向排列中的第一个发光装置相邻布置。
可将所述多个发光装置关于具有所述基本排列和所述反向排列的列和行的中心对称排列。
在具有所述基本排列和所述反向排列的列和行中，置于每个列和行的端部的两个发光装置可具有相同的等级，并且置于每个列和行的中央的两个发光装置可具有相同的等级。
在具有所述基本排列和所述反向排列的列和行中，置于各个列的中央的两个发光装置可具有相同的等级，并可具有与置于同一列的端部的两个发光装置不同的等级，并且置于各个行的中央的两个发光装置可具有相同的等级，并可具有与置于同一行的端部的两个发光装置不同的等级。
在具有所述基本排列和所述反向排列的列和行中，置于各个列和各个行的中央的两个发光装置可具有相同的等级。
可以以复数提供所述列和行，多个列和行都可以具有所述基本排列和所述反向排列。
在这种情况下，置于由所述多个列和行形成的区域的中央的四个发光装置可具有相同等级。
所述多个发光装置可具有这样的特性分布，该特性分布作为针对所述等级的基础表明了一种正态分布。
在这种情况下，可基于所述正态分布的平均值对所述等级进行分类。
附图说明
通过以下结合附图进行的详细说明，将会更加清楚地理解上述和其它方面，其中：
图1是根据一个示例实施例的光源模块的示意截面图；
图2、图4和图5是示出了根据示例实施例的包括在图1的光源模块中的发光装置的排列的示意平面图；
图3是根据驱动电压、亮度和色级（color rank）进行分类的发光装置的分布的曲线图；
图6和图8是示出了根据示例实施例的包括在光源模块中的发光装置的排列的示意平面图；
图7是根据驱动电压、亮度和色级进行分类的发光装置的分布的另一个曲线图。
具体实施方式
将参考附图对示例实施例进行详细说明。
然而，可以以多种不同的方式来实施本发明构思，不应将本发明构思解释为受限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使得本公开是充分和完整的，并将向本领域普通技术人员全面传达本发明构思的范围。因此，为了清晰起见，会放大附图中的元件的形状和尺寸。
图1是根据一个示例实施例的光源模块100的示意截面图。图2、图4和图5是示出了根据示例实施例的包括在图1的光源模块100中的发光装置102的排列的示意平面图。图3是根据驱动电压Vf、亮度和色级进行了分类的发光装置102的分布的曲线图。图6和图8是示出了根据示例实施例的包括在光源模块中的发光装置202和202'的排列的示意平面图。图7是根据驱动电压Vf、亮度和色级进行分类的发光装置202的分布的另一个曲线图。
参考图1和图2，根据本示例实施例的光源模块100具有包括基片101和多个发光装置102的结构。另外，光源模块100包括用于背光单元等的附加结构，还可以包括容纳基片101和发光装置102的底盘结构103和布置于发光装置102上方的光学片104和105。在这种情况下，光学片104和105可以包括扩散片（diffusion sheet）或棱镜片（prism sheet）等。
基片101可以是诸如印刷电路板（PCB）、金属芯PCB（MCPCB）、金属PCB（MPCB）、柔性PCB（FPCB）之类的电路板，基片101可以包括其表面上和内部中的布线图案。布线图案可以电连接至发光装置102。另外，可以在基片101上形成一个或多个连接器以便发送电信号至外部或从外部接收电信号。
多个发光装置102可以是发光的任意装置，可以是发光二极管（LED）。多个发光装置102可以发射具有预定波长的光，并发射白光。为此，多个发光装置102可以与发射不同颜色的光的装置组合，或者多个发光装置102可以包括诸如荧光材料的波长转换材料。
在本示例实施例中，如图2所示，以行和列排列多个发光装置102，多个发光装置102具有不同的等级A和B。另外，在行和/或列中以交替的方式排列具有不同等级A和B的多个发光装置102。这种交替的排列对应于基本排列。例如，关于图2的第一行的基本排列是A、B、A、B，而关于图2的第二行的基本排列是B、A、B、A。
参考图3，多个发光装置102具有基于颜色坐标、从其发射的光的亮度和驱动电压Vf中的至少之一进行分类的等级。在对光源模块100进行配置之前已生产的多个发光装置102不具有相同特性，诸如颜色坐标、从其发射的光的亮度和驱动电压Vf，但是，如图3所示，多个发光装置102具有与正态分布相似的分布。可以根据预定基准（例如，分布中的平均值）将具有以上分布的多个发光装置102划分成两个组。与两个组相对应的多个发光装置102具有各自的等级A和B。选择并交替具有不同等级的多个发光装置102，从而在整个发光面上整体上显示均匀的特性。
虽然在将多个发光装置102安装于基片101上之前已判定了多个发光装置102的等级的分布，但是安装在基片101上的多个发光装置102的分布也可与正态分布相似。在这种情况下，虽然很难从已经安装在基片101上的多个发光装置102判定发光装置102各自的等级，但是当诸如颜色坐标、从其发射的光的亮度或驱动电压Vf之类的特征的平均值或者正态分布的平均值用作划分多个发光装置102的等级的基准时，可以将等级A（或B）指定给具有比平均值小的值的发光装置102，将等级B（或A）指定给具有比平均值大的值的发光装置102。
现在将参考图2对多个发光装置102的排列进行详细说明。多个发光装置102具有反向排列，在反向排列中，按照与基本排列的顺序相反的顺序对行和列中的至少之一进行排列。例如，第一列和第一行具有A、B、A、B的基本排列，和B、A、B、A的反向排列。另外，第二列和第二行具有B、A、B、A的基本排列，和A、B、A、B的反向排列。在这种情况下，可以将反向排列中的第一个发光装置与基本排列中的最后一个发光装置相邻布置。
因此，在第一列和第一行以A、B、A、B、B、A、B、A的顺序排列发光装置102的等级，在第二行和第二列以B、A、B、A、A、B、A、B的顺序排列发光装置102的等级。按照关于行和列的中心对称地排列多个发光装置102的方式来进行这些排列。如后面将要说明的那样，发光装置102根据其等级来进行排列，从而具有基本排列和反向排列，因而可以进一步加强发光侧的均匀性。虽然在图2中所有的行和列都具有基本排列和反向排列，但是根据场合需要，可以采用只具有基本排列和反向排列的一些行和列。
在本示例实施例的多个发光装置102的排列中，在具有基本排列和反向排列的行和列中，布置在中央的两个发光装置102具有相同的等级。例如，在第一列和第一行中布置在中央的两个发光装置102具有等级B。在第二列和第二行中布置在中央的两个发光装置102具有等级A。作为多个发光装置102的排列的另一个特征，在具有基本排列和反向排列的行和列中，布置在列和行的端部的两个发光装置102具有相同的等级。例如，在第一列和第一行中，布置在列和行的端部的两个发光装置102具有等级A。在第二列和第二行中布置在列和行的端部的两个发光装置102具有等级B。作为多个发光装置102的排列的另一个特征，布置于由形成发光侧整个排列所形成的区域（即，多个行和列）的中央处的四个发光装置102可以具有相同的等级（在本实施例中为等级A）。
如上所述，在上述的排列中，在一行或一列中将具有相同等级的发光装置102布置在列或行的端部。另外，以这样的方式来使两个相邻的中央发光装置102具有相同等级，即，将具有相同等级的发光装置102布置在列和行的端部，并且将相同数量的具有不同等级A和B的发光装置102布置为一个整体。在特定的行和列中布置在列和行的端部的发光装置102在诸如颜色坐标、从其发射的光的亮度和驱动电压Vf之类的特性方面具有相同等级，因此该特性在发光侧的边缘区域内会是均匀的。即，可以在发光侧的边缘区域内明显地减少色斑或亮斑。
在发光侧的边缘区域内出现相对小的混光（mixing of light），从而通过使用具有相同等级的发光装置102确保了均匀性。在发光侧的中央区域，虽然将具有相同等级的发光装置102彼此相邻布置，但还是可能出现相对大的混光，并且可能极少从整个发光侧出现色斑和光斑。也就是说，在本示例实施例中，将具有相同等级的发光装置102布置于具有微弱混光的角上，而将具有不同等级的发光装置102布置于具有强烈混光的中央区域，因此在整个发光侧上可显示均匀的发光特性。
可以如图4和图5所示改变发光装置102的排列。如图4所示，奇数个发光装置102可以具有基本排列。例如，第一列和第一行可以具有A、B、A的基本排列和B、A、B的反向排列。另外，如图5所示，发光侧具有与图2所示的排列基本相同的排列，但是具有不同的列数和行数。如上所述，可以以多种方式改变通过示例实施例所提供的具有基本排列和反向排列的列和行的排列，并且以多种方式采用每个列和行中所包括的发光装置的数目以及列和行的数目。
虽然在之前的实施例中将发光装置分类为两个等级，但是可采用被分类为三个或更多等级的发光装置的排列。即，在根据图6的另一个示例实施例的光源模块中，布置在基片201上的多个发光装置202具有基于颜色坐标或从其发射的光的亮度或驱动电压Vf的特性而分类的等级A、B和C。在这种情况下，如图7所示，可关于预定的参考值划分每个等级。在三个或更多等级的情况下（本示例实施例中为三个），可应用上述的排列基础。例如，第一列和第一行具有A、B、C的基本排列和C、B、A的反向排列。类似地，第二列和第二行具有B、C、A的基本排列和A、C、B的反向排列。第三列和第三行具有C、A、B的基本排列和B、A、C的反向排列。在本实施例中，在每个列和每个行中具有相同等级的发光装置202也布置于列和行的端部，可以将具有相同等级但具有不同于提供在列和行的端部的等级的发光装置202布置在中央。
虽然在图1的前述实施例中将发光装置直接安装在基片上，但是如图8所示，可以将发光装置202'安装在子基片203上，并且可以将子基片203安装在基片201'上。在这种情况下，可以为每个形成一列的发光装置202'或者为每个形成一行的发光装置202'提供子基片203。然而，本发明构思并不限于为每个形成列和行的发光装置202'提供的子基片203的特定形状，而是可以以多种方式提供子基片203，例如，可以只将相邻的两个发光装置202'安装在子基片203上。
如上所述，根据示例实施例，当具有不同特性（即，等级）的发光装置应用于一个模块时，可以获得能够以均匀的方式发光的光源模块。特别地，在发光侧的边缘区域处可极大地增强这种均匀的发光特性。另外，可以获得包括该光源模块的背光单元。
然而，这些示例实施例所产生的效果不限于此。即使并未明确提及，但是可以在此包括上述这些示例实施例的各方面的单元或者从这些示例实施例所理解的目的或效果。
虽然已经示出并说明了示例实施例，但是对本领域技术人员而言清楚的是，在不背离由所附权利要求所限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可以进行各种修改和变形。

Claims (13)

1.一种光源模块，其包括：
基片；和
多个发光装置，所述多个发光装置具有不同等级并以列和行排列于所述基片上，基于颜色坐标、从其发射的光的亮度和驱动电压中的至少之一将所述多个发光装置分为不同等级，
其中在所述列和行的至少之一中，将所述多个发光装置中具有不同等级的发光装置以基本排列进行交替并且以与所述基本排列相反的反向排列进行交替，
其中在具有所述基本排列和所述反向排列的列和行中，置于每个列和行的端部的两个发光装置具有相同的等级,
其中置于每个列和行的中央的两个发光装置具有相同的等级，以及
其中在具有所述基本排列和所述反向排列的列和行中，置于每个列的中央的两个发光装置的等级与置于该列的端部的两个发光装置的等级不同，并且置于每个行的中央的两个发光装置的等级与置于该行的端部的两个发光装置的等级不同。
2.根据权利要求1所述的光源模块，其中将所述基本排列中的最后一个发光装置与所述反向排列中的第一个发光装置相邻布置。
3.根据权利要求1所述的光源模块，其中所述多个发光装置关于具有所述基本排列和所述反向排列的列和行的中心对称排列。
4.根据权利要求1所述的光源模块，其中置于由各个列和各个行形成的区域的中央的四个发光装置具有相同的等级。
5.根据权利要求1所述的光源模块，其中所述多个发光装置具有这样的特性分布，该特性分布作为针对所述等级的基础表明了一种正态分布，并且基于所述正态分布的平均值对所述等级进行分类。
6.一种背光单元，其包括：
基片；
多个发光装置，所述多个发光装置具有不同等级并以列和行排列于所述基片上，基于颜色坐标、从其发射的光的亮度和驱动电压中的至少之一将所述多个发光装置分为不同等级；和
置于所述多个发光装置上的至少一个光学片，
其中在所述列和行的至少之一中，将所述多个发光装置中具有不同等级的发光装置以基本排列进行交替并且以与所述基本排列相反的反向排列进行交替，
其中在具有所述基本排列和所述反向排列的列和行中，置于每个列和行的端部的两个发光装置具有相同的等级,
其中置于每个列和行的中央的两个发光装置具有相同的等级，以及
其中在具有所述基本排列和所述反向排列的列和行中，置于每个列的中央的两个发光装置的等级与置于该列的端部的两个发光装置的等级不同，并且置于每个行的中央的两个发光装置的等级与置于该行的端部的两个发光装置的等级不同。
7.根据权利要求6所述的背光单元，还包括容纳所述基片和所述多个发光装置的底盘结构。
8.根据权利要求6所述的背光单元，其中将所述基本排列中的最后一个发光装置与所述反向排列中的第一个发光装置相邻布置。
9.根据权利要求6所述的背光单元，其中所述多个发光装置关于具有所述基本排列和所述反向排列的列和行的中心对称排列。
10.根据权利要求6所述的背光单元，其中置于由各个列和各个行形成的区域的中央的四个发光装置具有相同的等级。
11.根据权利要求6所述的背光单元，其中所述多个发光装置具有这样的特性分布，该特性分布作为针对所述等级的基础表明了一种正态分布，并且基于所述正态分布的平均值对所述等级进行分类。
12.一种光源模块，其包括：
基片；和
多个发光装置，基于所述多个发光装置的特性将所述多个发光装置分为不同等级，并且所述多个发光装置以列和行布置于所述基片上，
其中在所述列和行的至少一个列或行中，将所述多个发光装置以第一组和与所述第一组相邻的第二组进行排列，
其中在所述第一组中，以第一顺序交替排列具有不同等级的发光装置，并且
其中在所述第二组中，以与所述第一顺序相反的第二顺序交替排列具有不同等级的发光装置，以及
其中所述第一组中的第一个发光装置和所述第二组中的最后一个发光装置被置于所述至少一个列或行的相对两端，并且具有相同的等级，以及所述第一组中的最后一个发光装置和所述第二组中的第一个发光装置彼此相邻并具有相同的等级，以及
所述第一组中的最后一个发光装置和所述第二组中的第一个发光装置的等级与所述第一组中的第一个发光装置和所述第二组中的最后一个发光装置的等级不同。
13.根据权利要求12所述的光源模块，其中所述发光装置的特性包括颜色坐标、从其发射的光的亮度和驱动电压中的至少之一。
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