TWI802155B - 光源模組 - Google Patents
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Abstract
一種光源模組包括電路背板、多個發光元件及金屬反射層。電路背板具有多條訊號線。這些發光元件電性接合於電路背板上。金屬反射層設置在各個發光元件與電路背板之間，且具有重疊於這些發光元件的多個第一開口。金屬反射層區分為多個反射圖案。這些反射圖案彼此電性分離，且部分反射圖案重疊於這些訊號線。
Description
本發明是有關於一種光源模組，且特別是有關於一種可作為背光源的光源模組。
具有局部調光功能的光源模組適合作為非自發光型顯示面板的背光源。由於這類光源模組的各區域亮度可獨立控制，因此對於顯示畫面的動態對比有顯著的提升。一般來說，這類光源模組的燈板在不同的調光區域都設有驅動晶片，且不同區域的驅動晶片是經由訊號線而彼此電性串接。為了增加光源模組的出光效率，燈板上除了發光元件以外的區域大都覆蓋有整面性的金屬反射層（例如鋁反射層）。也因此，金屬反射層容易和用來控制驅動晶片的訊號線產生電容耦合效應，而影響驅動信號的波形，造成出光亮度或出光時間的偏差。
本發明提供一種光源模組，其操控電性較佳。
本發明的光源模組，包括電路背板、多個發光元件及金屬反射層。電路背板具有多條訊號線。這些發光元件電性接合於電路背板上。金屬反射層設置在各個發光元件與電路背板之間，且具有重疊於這些發光元件的多個第一開口。金屬反射層區分為多個反射圖案。這些反射圖案彼此電性分離，且部分反射圖案重疊於這些訊號線。
基於上述，在本發明的一實施例的光源模組中，金屬反射層是配置用來提升發光元件的出光效率。透過將金屬反射層切分為彼此電性分離的多個反射圖案，可有效降低金屬反射層與電路背板上的各個訊號線間的耦合電容值，有助於提升電路背板對於發光元件的操控電性。
本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量（即，測量系統的限制）。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或例如±30%、±20%、±15%、±10%、±5%內。再者，本文使用的「約」、「近似」、「本質上」、或「實質上」可依量測性質、切割性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。
在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」可為二元件間存在其它元件。
現將詳細地參考本發明的示範性實施方式，示範性實施方式的實例說明於所附圖式中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。
圖1是依照本發明的第一實施例的光源模組的俯視示意圖。圖2是圖1的光源模組的局部放大示意圖。圖3是圖2的光源模組沿著剖線A-A’的剖視示意圖。為了清楚呈現起見，圖1及圖2省略了圖3的絕緣層110與平坦層120的繪示。圖2為圖1的一個出光區EZ的放大示意圖。
請參照圖1至圖3，光源模組10包括電路背板100、多個發光元件LED和多個微控制晶片IC。這些發光元件LED和這些微控制晶片IC分別電性接合至電路背板100上。電路背板100包括基板101、多條訊號線、多個第一接墊組PP1和多個第二接墊組PP2。這些訊號線分別電性連接這些第一接墊組PP1和這些第二接墊組PP2。
舉例來說，在本實施例中，電路背板100可包括沿著方向X交替排列並且延伸於方向Y的多條第一訊號線SL1、多條第二訊號線SL2、多條第三訊號線SL3、多條第四訊號線SL4以及多條第五訊號線SL5，其中方向X可選擇性地垂直於方向Y，但不以此為限。第一接墊組PP1適於接合發光元件LED，且包括第一接墊P1與第二接墊P2。第二接墊組PP2適於接合微控制晶片IC，且包括第三接墊P3、第四接墊P4、第五接墊P5、第六接墊P6和第七接墊P7。需說明的是，在本實施例中，第一接墊組PP1和第二接墊組PP2各自的接墊數量僅供說明之用，並不代表本發明以圖式揭示內容為限制。在其他實施例中，這些接墊組的接墊數量當可根據實際的應用需求而調整。
詳細而言，第一訊號線SL1電性連接第二接墊組PP2的第三接墊P3。第二訊號線SL2電性連接第一接墊組PP1的第二接墊P2。第一接墊組PP1的第一接墊P1電性連接第二接墊組PP2的第四接墊P4。第三訊號線SL3電性連接第二接墊組PP2的第七接墊P7。第四訊號線SL4電性連接第二接墊組PP2的第六接墊P6。第五訊號線SL5電性連接第二接墊組PP2的第五接墊P5。舉例來說，第一訊號線SL1可電性耦接至一資料電壓（Vdata），第二訊號線SL2可電性耦接至一系統高電壓（VDD），第三訊號線SL3和第五訊號線SL5可分別電性耦接至一接地電位，第四訊號線SL4可電性耦接至一檢測電路，其中該檢測電路用於確認多個微控制晶片IC是否有正確串接，但不以此為限。
在本實施例中，光源模組10可具有陣列排列的多個出光區EZ。例如：這些出光區EZ可分別沿著方向X和方向Y排成多列和多行，但不以此為限。每一個出光區EZ可設有一個微控制晶片IC和四個發光元件LED（如圖2所示），其中未接合發光元件LED的接墊組可作為修補（repair）用的接墊組。然而，本發明不限於此。在其他實施例中，每一個出光區EZ所並聯接合的發光元件LED數量可根據實際的應用需求而調整。
發光元件LED可包括磊晶結構ES、第一電極E1和第二電極E2。在本實施例中，第一電極E1和第二電極E2都設置在磊晶結構ES的同一側，且分別電性接合至第一接墊P1和第二接墊P2。亦即，第一電極E1和第二電極E2位在磊晶結構ES與第一接墊組PP1之間。也就是說，本實施例的發光元件LED例如是覆晶型（flip-chip type）發光元件。另一方面，本發明並未加以侷限發光元件LED的尺寸大小，例如：發光元件LED可以是微型發光二極體（micro light emitting diode，micro-LED）、次毫米發光二極體（mini light emitting diode，mini-LED）、或其他具有合適大小的發光二極體。
進一步而言，電路背板100可具有多個金屬導電層，例如：包含第三訊號線SL3、第四訊號線SL4和第五訊號線SL5的第一金屬導電層以及包含第一訊號線SL1、第二訊號線SL2、第一接墊組PP1和第二接墊組PP2的第二金屬導電層，但不以此為限。第一金屬導電層和第二金屬導電層之間可設有絕緣層110，而第二金屬導電層上覆蓋有平坦層120。為了接合發光元件LED和微控制晶片IC，平坦層120具有暴露出前述接墊組的開口，例如：暴露出第一接墊P1和第二接墊P2（或第一接墊組PP1）的開口120a以及暴露出第二接墊組PP2的開口（未繪示）。
絕緣層110的材料可包括：氧化物（例如氧化矽、二氧化矽）、氮化物（例如氮化矽）、矽氧氮化物或高分子材料。平坦層120的材料例如是有機絕緣材料，有機絕緣材料可包括聚醯亞胺、聚酯、苯並環丁烯（benzocyclobutene，BCB）、聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate，PMMA）、聚乙烯苯酚（poly(4-vinylphenol)，PVP）、聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，PVA）、聚四氟乙烯（polytetrafluoroethene，PTFE）、六甲基二矽氧烷（hexamethyldisiloxane，HMDSO）。
為了增加發光元件LED的出光效率，光源模組10更包括覆蓋電路背板100的金屬反射層130。舉例來說，在本實施例中，金屬反射層130是直接覆蓋在平坦層120的表面120s上，且具多個第一開口OP1和多個第二開口OP2。這些第一開口OP1重疊於多個發光元件LED，且這些發光元件LED分別從這些第一開口OP1凸伸而出。亦即，金屬反射層130的這些第一開口OP1分別重疊於平坦層120的多個開口120a。更具體地說，金屬反射層130是設置在發光元件LED的發光結構（即磊晶結構ES）與電路背板100之間。多個第二開口OP2分別重疊於多個微控制晶片IC。
需說明的是，上述的重疊關係例如是指兩構件沿著平坦層120的表面120s的法線方向（例如方向Z）相互重疊。以下若非特別提及，則任兩構件的重疊關係都是以此方式來界定，便不再贅述其重疊方向。
從另一觀點來說，金屬反射層130重疊於前述的多條訊號線（例如：第一訊號線SL1~第五訊號線SL5）以及這些訊號線與前述接墊組之間的多條連接導線。為了降低金屬反射層130與這些訊號線之間的耦合電容值，本實施例的金屬反射層130可切分為彼此電性分離的多個第一反射圖案130P1和多個第二反射圖案130P2。舉例來說，這些第一反射圖案130P1和這些第二反射圖案130P1可沿著方向X交替排列。
在本實施例中，第一反射圖案130P1重疊於對應的一條第一訊號線SL1，但不重疊於其他的訊號線（例如第二訊號線SL2~第五訊號線SL5）。第二反射圖案130P2重疊於對應的一條第二訊號線SL2、一條第三訊號線SL3、一條第四訊號線SL4及一條第五訊號線SL5，但不重疊於第一訊號線SL1。更具體地說，第二反射圖案130P2可設有前述的多個第一開口OP1和多個第二開口OP2。
詳細而言，第一訊號線SL1具有彼此相對的第一側緣SL1e1和第二側緣SL1e2，第一反射圖案130P1在相重疊的第一訊號線SL1的第一側緣SL1e1的一側與重疊於同一出光區EZ的第二反射圖案130P2之間具有間隙G1，而在第一訊號線SL1的第二側緣SL1e2的一側與位在另一個出光區EZ且相鄰的另一個第二反射圖案130P2之間具有間隙G2。舉例來說，間隙G1和間隙G2各自在垂直於間隙的延伸方向上的寬度（例如圖3的寬度W1和寬度W2）可大於等於5微米。在一較佳的實施例中，這些反射圖案之間的間隙寬度可介於5微米至100微米之間。
特別注意的是，第一反射圖案130P1與上述的第二反射圖案130P2的間隙G1沿著第一訊號線SL1的第一側緣SL1e1共形地延伸，而與上述的另一個第二反射圖案130P2的間隙G2沿著第一訊號線SL1的第二側緣SL1e2共形地延伸。更具體地說，第一反射圖案130P1在電路背板100上的正投影輪廓共形於相重疊的第一訊號線SL1在電路背板100上的正投影輪廓，但不以此為限。
另一方面，第一反射圖案130P1可完全重疊於相重疊的第一訊號線SL1。舉例來說，在本實施例中，第一反射圖案130P1具有位在第一訊號線SL1的第一側緣SL1e1的一側的第一邊緣130P1s1以及位在第一訊號線SL1的第二側緣SL1e2的一側的第二邊緣130P1s2，且第一反射圖案130P1分別自相重疊的第一訊號線SL1的第一側緣SL1e1和第二側緣SL1e2凸伸出。也就是說，第一反射圖案130P1的第一邊緣130P1s1與第一訊號線SL1的第一側緣SL1e1沿著圖3的水平方向具有第一間距d1，第二邊緣130P1s2與第一訊號線SL1的第二側緣SL1e2沿著圖3的水平方向具有第二間距d2，且第一間距d1和第二間距d2大於0。較佳地，第一間距d1和第二間距d2可介於5微米至20微米之間。
然而，本發明不限於此。在另一實施例中，第一反射圖案的相對兩邊緣也可分別切齊相重疊的第一訊號線SL1的相對兩側緣。在又一實施例中，第一反射圖案的相對兩邊緣也可分自相重疊的第一訊號線SL1的相對兩側緣內縮，且較佳的內縮距離可介於5微米至20微米之間。
由於金屬反射層130中僅第一反射圖案130P1與對應的一條第一訊號線SL1相重疊，因此可有效降低金屬反射層130與第一訊號線SL1間的耦合電容值，進而避免第一訊號線SL1上所傳遞的資料電壓（Vdata）的波形因電容耦合效應而發生形變（distortion）。換句話說，透過將金屬反射層130切分成彼此電性分離的多個第一反射圖案130P1和多個第二反射圖案130P2，可有效提升電路背板100對發光元件LED的操控電性。在本實施例中，第一反射圖案130P1和第二反射圖案130P2各自可具有浮置（floating）電位。
另一方面，為了兼顧發光元件LED的出光效率以及光源模組10的操作電性，金屬反射層130的多個第一開口OP1、多個第二開口OP2、多個間隙G1和多個間隙G2所占區域在電路背板100上的正投影面積與金屬反射層130在電路背板100上的正投影面積的百分比值較佳地可介於0.5%至10%之間。特別說明的是，金屬反射層130的多個間隙G1和多個間隙G2所占區域在電路背板100上的正投影面積與金屬反射層130在電路背板100上的正投影面積的百分比值較佳地可介於0.05%至3%之間。
以下將列舉另一些實施例以詳細說明本揭露，其中相同的構件將標示相同的符號，並且省略相同技術內容的說明，省略部分請參考前述實施例，以下不再贅述。
圖4是依照本發明的第二實施例的光源模組的俯視示意圖。圖5是圖4的光源模組的局部放大示意圖。圖5為圖4的一個出光區EZ的放大示意圖。
請參照圖4及圖5，本實施例的光源模組10A與圖1的光源模組10的差異在於：金屬反射層的切分方式不同。舉例來說，在本實施例中，光源模組10A的金屬反射層130A可切分為多個第一反射圖案130P1、多個第二反射圖案130P2-A和多個第三反射圖案130P3，其中第一反射圖案130P1、第二反射圖案130P2-A和第三反射圖案130P3沿著方向X交替排列。更具體地說，本實施例的第二反射圖案130P2-A和第三反射圖案130P3是經由進一步切分圖1的第二反射圖案130P2而得。
從另一觀點來說，位在同一出光區EZ的第二反射圖案130P2-A與第三反射圖案130P3之間還設有間隙G3，且此間隙G3可位在同一出光區EZ的第三訊號線SL3與第四訊號線SL4之間。也就是說，本實施例的第二反射圖案130P2-A僅重疊於第三訊號線SL3以及前述的一部分連接導線，而第三反射圖案130P3重疊於第二訊號線SL2、第四訊號線SL4、第五訊號線SL2以及前述的另一部分連接導線。據此，可進一步降低金屬反射層130A與這些訊號線間的耦合電容值，進而避免這些訊號線上所傳遞的電訊號的波形因電容耦合效應而發生形變（distortion）。也因此，可進一步提升電路背板100對發光元件LED的操控電性。
由於本實施例的間隙G3的寬度範圍相似於前述實施例的間隙G1和間隙G2，因此詳細的說明請參見前述實施例的相關段落，於此便不再贅述。
圖6是依照本發明的第三實施例的光源模組的剖視示意圖。請參照圖6，本實施例的光源模組10B與圖3的光源模組10的差異在於：本實施例的光源模組10B還可選擇性地包括多個光學微結構MS。這些光學微結構MS可設置在平坦層120的表面120s上，且金屬反射層130B覆蓋在這些光學微結構MS上。更具體地說，本實施例的金屬反射層130B大致上可共形地覆蓋這些光學微結構MS。據此，可增加發光元件發出的部分光線在入射金屬反射層130B後的散射行為，有助於提升光源模組10B的出光均勻度。
圖7是依照本發明的第四實施例的光源模組的俯視示意圖。請參照圖7，本實施例的光源模組20與圖2的光源模組10的差異在於：金屬反射層的切分方式不同。舉例來說，在本實施例中，光源模組20的金屬反射層130C可切分為多個反射圖案130P，且這些反射圖案130P可分別沿著方向X和方向Y排成多列與多行。
從另一觀點來說，金屬反射層130C可具有多個間隙G1A和多個間隙G2A。這些間隙G1A沿著方向X排列並且延伸於方向Y。這些間隙G2A沿著方向Y排列並且延伸於方向X。其中，方向X可選擇性地垂直於方向Y。亦即，這些間隙G1A與這些間隙G2A相交並定義出前述的多個反射圖案130P。
特別注意的是，不同於圖2的光源模組10，本實施例的金屬反射層130C在重疊於同一條訊號線（例如第一訊號線SL1）的部分可進一步地沿著方向Y切分為多個反射圖案130P。亦即，在本實施例中，與同一條訊號線重疊的反射圖案數量為兩個以上。據此，可進一步降低金屬反射層130C與這些訊號線間的耦合電容值，進而避免這些訊號線上所傳遞的電訊號的波形因電容耦合效應而發生形變（distortion）。也因此，可進一步提升電路背板100對發光元件LED的操控電性。
圖8是依照本發明的第五實施例的光源模組的俯視示意圖。請參照圖8，本實施例的光源模組30與圖7的光源模組20的差異在於：多個反射圖案的排列方式不同。在本實施例中，金屬反射層130D的多個反射圖案130P-A的排列路徑TR呈同心圓分布，且這些反射圖案130P-A各自在電路背板100上的正投影輪廓為圓形。舉例來說，這些反射圖案130P-A的多個排列路徑TR中的任兩相鄰者之間的距離可選擇性地相同。亦即，這些排列路徑TR是以相同的間距同心排列。
從另一觀點來說，本實施例的這些反射圖案130P-A分別沿著方向X和方向Y錯位排列。因此，在兼顧光源模組30的出光效率的同時，還能進一步降低金屬反射層130D與訊號線間（甚至是多個反射圖案130P-A間）的耦合電容值，有助於進一步提升電路背板100對發光元件LED的操控電性。
綜上所述，在本發明的一實施例的光源模組中，金屬反射層是配置用來提升發光元件的出光效率。透過將金屬反射層切分為彼此電性分離的多個反射圖案，可有效降低金屬反射層與電路背板上的各個訊號線間的耦合電容值，有助於提升電路背板對於發光元件的操控電性。
10、10A、10B、20、30:光源模組
100:電路背板
101:基板
110:絕緣層
120:平坦層
120a、OP1、OP2:開口
120s:表面
130、130A、130B、130C、130D:金屬反射層
130P、130P-A、130P1、130P2、130P2-A、130P3:反射圖案
130P1s1、130P1s2:邊緣
d1、d2:間距
E1:第一電極
E2:第二電極
ES:磊晶結構
EZ:出光區
G1、G2、G3、G1A、G2A:間隙
IC:微控制晶片
LED:發光元件
MS:光學微結構
P1~P7:第一接墊P1~第七接墊P7
PP1、PP2:接墊組
SL1~SL5:第一訊號線~第五訊號線
SL1e1、SL1e2:側緣
TR:排列路徑
W1、W2:寬度
X、Y、Z:方向
A-A’:剖線
圖1是依照本發明的第一實施例的光源模組的俯視示意圖。
圖2是圖1的光源模組的局部放大示意圖。
圖3是圖2的光源模組的剖視示意圖。
圖4是依照本發明的第二實施例的光源模組的俯視示意圖。
圖5是圖4的光源模組的局部放大示意圖。
圖6是依照本發明的第三實施例的光源模組的剖視示意圖。
圖7是依照本發明的第四實施例的光源模組的俯視示意圖。
圖8是依照本發明的第五實施例的光源模組的俯視示意圖。
10:光源模組
100:電路背板
101:基板
130:金屬反射層
130P1、130P2:反射圖案
G1、G2:間隙
IC:微控制晶片
LED:發光元件
OP1、OP2:開口
P1~P7:第一接墊P1~第七接墊P7
PP1、PP2:接墊組
SL1~SL5:第一訊號線~第五訊號線
SL1e1、SL1e2:側緣
X、Y、Z:方向
A-A’:剖線
Claims (7)
- 一種光源模組，包括：一電路背板，具有多條訊號線；多個發光元件，電性接合於該電路背板上；以及金屬反射層，設置在各該些發光元件與該電路背板之間，且具有重疊於該些發光元件的多個第一開口，該金屬反射層區分為多個反射圖案，該些反射圖案彼此電性分離，且部分該些反射圖案重疊於該些訊號線，該些反射圖案包括：一第一反射圖案，重疊於該些訊號線的一第一訊號線，且該第一反射圖案在該電路背板上的正投影輪廓共形於該第一訊號線在該電路背板上的正投影輪廓；以及一第二反射圖案，鄰設於該第一反射圖案，且具有該些第一開口的一部分，該第一反射圖案與該第二反射圖案之間具有一第一間隙，且該第一間隙沿著該第一訊號線的一第一側緣共形地延伸。
- 如請求項1所述的光源模組，其中該些反射圖案的任兩相鄰者之間具有一間隙，該間隙在垂直於該間隙的一延伸方向上的寬度介於5微米至100微米之間。
- 如請求項1所述的光源模組，其中該些反射圖案更包括一第三反射圖案，設置在該第一反射圖案遠離該第二反射圖案的一側，且相鄰於該第一反射圖案，該第三反射圖案與該第一反 射圖案之間具有一第二間隙，該第二間隙沿著該第一訊號線的一第二側緣共形地延伸，該第二側緣與該第一側緣彼此相對。
- 如請求項1所述的光源模組，其中該些反射圖案被多個間隙間隔開來，且該些間隙所占區域在該電路背板上的正投影面積與該金屬反射層在該電路背板上的正投影面積的百分比值介於0.05%至3%之間。
- 一種光源模組，包括：一電路背板，具有多條訊號線；多個發光元件，電性接合於該電路背板上；以及金屬反射層，設置在各該些發光元件與該電路背板之間，且具有重疊於該些發光元件的多個第一開口，該金屬反射層區分為多個反射圖案，該些反射圖案彼此電性分離，且部分該些反射圖案各自與該些訊號線的其中一者的重疊面積互不相同，其中各該些反射圖案在該電路背板上的正投影輪廓為圓形，且該些反射圖案的排列路徑呈同心圓分布。
- 如請求項1所述的光源模組，更包括：一平坦層，設置在該些訊號線與該金屬反射層之間；以及多個光學微結構，設置在該平坦層的一表面上，且該金屬反射層覆蓋該些光學微結構。
- 如請求項1所述的光源模組，更包括：多個微控制晶片，電性接合於該電路背板上，該些微控制晶片電性連接該些訊號線的多條第一訊號線，其中該金屬反射層還 具有重疊於該些微控制晶片的多個第二開口，該些反射圖案的多個第一反射圖案分別重疊於該些第一訊號線，且各自具有一浮置電位。
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