CN100547461C - 直下式点光源背光组件及应用其的液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种直下式点光源背光组件及应用其的液晶显示器，包括：一液晶显示器面板，其中上述的面板包括：中间夹设一液晶材料的两基板；一配置于上述液晶显示器面板的下方的背光组件；以及一内含上述液晶显示器面板及上述背光组件的显示器外壳；其中上述背光组件为一种直下式点光源背光组件，包括：多个点光源、一反射板、一扩散板、以及多层的光学膜。反射板具有多个开孔，每一开孔对应于相对应的点光源，以使点光源的光线得以完全穿越上述开孔而照射扩散板。扩散板上有多个辐射状随机数分布的网点，且上述辐射状随机数网点的分布有一中心点，其中至少一点光源对应于上述辐射状随机数分布网点的中心。

Description

直下式点光源背光组件及应用其的液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种点光源背光组件，特别涉及液晶显示器的直下式点光源背光组件。

背景技术

如图1所示，其显示公知液晶显示器(LCD)装置的结构。一般而言，上述液晶显示器装置包括一液晶显示器面板10，其包括中间设有液晶材料的两基板、一配置于上述液晶显示器面板10的下方的背光组件20、以及外壳11及12。

配置上述背光组件20，以将一光源所发出的光线，均匀的分配至上述液晶面板10的表面上。用于液晶显示器的背光组件20一般可分为：直下光源型式以及边缘光源型式。

参考图2，其显示一种直下式背光组件21，沿着图1中剖面线2-2的剖面视图。上述直下式背光组件21包括一外壳70，其具有一配置于其底部表面的反射片60，以及位于其底部的诸如冷阴极管的类的灯管50；一位于上述外壳70上的扩散片40、以及配置于上述扩散片40上的棱镜片30。

参考图3，其显示一种侧边式背光组件22，沿着图1中剖面线2-2的剖面视图。上述侧边式背光组件22包括一导光板80、一加装于上述导光板80的至少一侧边的灯管50、以及一环绕上述灯管50的U形反射器61。上述反射器61的一开口部分固定于上述导光板80的侧边，一反射片60固定于上述导光板80的底部，一扩散片40固定于上述导光板80上，且棱镜片30固定于上述扩散片40上。因为上述灯管50配置于上述导光板80的边缘，故上述LCD的厚度便得以降低。

与侧边式背光组件相比较，直下式背光组件的优点为亮度高，光线行进方向直接进显示区，不须导光板产生光强度的损失，因不须导光板，故可降低成本。然而，公知的直下式冷阴极管(CCFL)背光组件仍具有下列的问题：

1.色饱和度不佳：红(R)，绿(G)，蓝(B)等三色的光频谱过大，目前的彩色滤光片(color filter)无法滤出很纯的色光(图4)，约72％NTSC规范的色域(color gamma)；

2.反应时间慢：反应时间大于几个毫秒(mini second)，其乃受限于灯管发光机制的关系；

3.受周围温度影响大：冷阴极管(CCFL)在特定温度下方有最佳的发光效率，其光发效率受周围温度的影响很大；

4.高电压驱动：冷阴极管(CCFL)驱动电压大于1000V；及

5.不符合环保需求：冷阴极管(CCFL)使用汞。

因此业者开发出直下式发光二极管(LED)背光组件，以解决上述问题。与直下式冷阴极管(CCFL)背光组件相比较，直下式发光二极管(LED)背光组件的优点为：

1.色域(color gamma)大：红(R)，绿(G)，蓝(B)等三色的光频谱较集中，目前的彩色滤光片(color filter)极易滤出很纯的色光(图5)，约100％的NTSC规范的色域(color gamma)；

2.反应时间快：反应时间大于几个纳秒(nano second)；

3.不受周围温度影响；

4.低驱动电压：红光发光二极管(LED)的驱动电压为2～3V，蓝、绿光发光二极管(LED)的驱动电压为3～5V；及

5.符合环保需求：发光二极管(LED)无须使用汞。

有鉴于此，直下式发光二极管(LED)背光组件业已成为液晶显示器(LCD)装置的主要趋势。

由此可知，直下式冷阴极管(CCFL)背光组件为一种线光源。本发明除改进使用于直下式冷阴极管(CCFL)背光组件的光源外，还改进直下式冷阴极管(CCFL)背光组件的扩散板，成为使用发光二极管(LED)为点光源及一辐射状随机数分布网点的扩散板所构成的直下式发光二极管(LED)背光组件。此外，本发明也可使用汞灯或卤素灯为点光源再加上一辐射状随机数分布网点的扩散板等，构成直下式汞灯背光组件或直下式卤素灯背光组件。

发明内容

本发明的目的提供一种液晶显示器，该液晶显示器包括：一液晶显示器面板，其中上述的面板包括中间夹设一液晶材料的两基板；一配置于上述液晶显示器面板的下方的背光组件；以及一内含上述液晶显示器面板及上述背光组件的显示器外壳；其中上述背光组件为一种直下式点光源背光组件，以取代目前所使用的直下式冷阴极管(CCFL)背光组件。

为达到上述目的，发明一直下式点光源背光组件，该直下式点光源背光组件包括：多个点光源；一反射板，上述反射板具有多个开孔，且每一开孔对应于相对应的点光源；一扩散板，上述扩散板具有多个辐射状随机数分布网点；其中至少一点光源对应于辐射状随机数分布网点的中心，所述点光源发出的光线穿越所述反射板上的开孔而照射扩散板，被扩散板反散的光线返回反射板后，再反射至扩散散板。上述直下式点光源背光组件，其中上述多个点光源包括发光二极管(LED)、汞灯、卤素灯。上述辐射状随机数网点中心控制面积遮蔽率即控制网点的密度改变网点离心方向间距和切线方向间距，再配合网点径向距离的大小，来控制其相对面积的遮蔽率及点位置并做随机数分布处理。所以辐射状随机数网点分布是近上述点光源处密或直径大，远上述点光源处疏或直径小；而且上述的辐射状随机数网点包括：单点、多点或单多点的复合组合；再者上述辐射状随机数网点配置于上述扩散板的上表面或下表面或部分上表面部分下表面；上述辐射状随机数网点包括凸点、凹槽或部分凸点部分凹槽复合方式配置于扩散板上。上述扩散板是由透光或半透光材料制成，选自如玻璃，压克力树脂(Acrylic Resin)，PMMA(聚甲基丙稀酸甲酯)，PC(聚碳酸酯)Arton(非晶型聚烯烃(JSR公司开发的产品))及PET(聚酯)等材料。上述辐射状随机数网点为反射物质，选自钛系化合物，硅系化合物及硫酸钡等。

根据本发明的目的，一种直下式点光源背光组件的制作方法，上述方法包括步骤：形成多个点光源；形成一具有多个开孔的反射板，且每一开孔对应于相对应的点光源；形成一扩散板，在上述扩散板上配置多个辐射状随机数分布网点；其中至少一点光源对应于上述辐射状随机数分布网点的中心；所述点光源发出的光线穿越所述反射板上的开孔而照射扩散板，被扩散板反散的光线返回反射板后，再反射至扩散散板。其中上述多个点光源包括发光二极管(LED)、汞灯、卤素灯。上述辐射状随机数网点分布是近上述点光源处密或直径大，远上述点光源处疏或直径小；上述辐射状随机数网点包括：单点、多点或单多点的复合组合；而且上述辐射状随机数网点配置于上述扩散板的上表面或下表面或部分上表面部分下表面。上述扩散板是由透光或半透光材料制成，选自如玻璃，压克力树脂(Acrylic Resin)，PMMA(聚甲基丙稀酸甲酯)，PC(聚碳酸酯)，Arton(非晶型聚烯烃)及PET(聚酯)等材料；其中上述辐射状随机数网点为反射物质，选自钛系化合物，硅系化合物及硫酸钡等；而且辐射状随机数网点经由网孔印刷凸点在扩散板上。其中将上述扩散板模制成具有凸点或凹槽，再于凸点或凹槽网孔印刷或涂敷上述网点。

本发明还公开了一种直下式点光源背光组件，包括：多个点光源；一扩散板，该扩散板位于该多个点光源上方且具有多个辐射状随机数分布网点；一反射板，该反射板位于该扩散板下方且具有多个开孔，且每一开孔对应于相对应的点光源，其中至少一点光源对应于该辐射状随机数分布网点的中心。

为了使本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文特举本发明较佳实施例，并结合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为根据先前技术的液晶显示器的立体透视展开示意图。

图2为根据先前技术的直下式背光组件的剖面示意图。

图3为根据先前技术的侧边式背光组件的剖面示意图。

图4为根据直下式冷阴极管背光组件的光频谱。

图5为根据直下式发光二极管(LED)背光组件的光频谱。

图6为应用本发明实施例的直下式点光源背光组件的液晶显示器部份示意图。

图7、8为根据本发明实施例的直下式点光源背光组件的示意图。

图9(a)～(f)为根据本发明实施例的辐射状随机数网点单元的辐射状随机数网点分布。

图10(a)为根据本发明单点辐射状随机数网点的分布示意图。

图10(b)为根据本发明多点辐射状随机数网点的分布示意图。

附图符号说明：

10液晶显示器面板     11外壳

12外壳               20背光组件

21直下式背光组件     22侧边式背光组件

30棱镜片             40扩散片

50灯管               80导光板

100液晶显示器        110液晶显示器面板

112透明基板          114透明基板

116液晶材料          150、250点光源

120、220直下式点光源背光组件

160反射板

162、262反射板开孔   180、280扩散板

182、282网点         282a单元中心网点

290辐射状随机数网点中心

292辐射状随机数网点单元

具体实施方式

图6为应用本发明的背光组件120的液晶显示器100部份示意图。上述液晶显示器100包括一液晶显示器面板110以及一背光组件120。上述液晶显示器面板110具有两透明基板112、114，以及液晶材料116配置于其中。上述背光组件120是直下式点光源背光组件，作用为提供一光源装置，用于整个显示区域中，均匀的发射光线并照亮上述液晶显示器面板110。上述背光组件包括多个点光源150、一反射板160、一扩散板180、以及多层的光学膜。

反射板160具有多个反射板开孔162，每一反射板开孔162对应于相对应的点光源150，以使点光源150的光线得以完全穿越上述反射板开孔162而照射扩散板180，被扩散板180反射的光线返回反射板160后，再反射至扩散板180。根据不同型态的点光源150，反射板160可设置于点光源150的上方，下方或同一水平面，只需使点光源150的光线得以完全穿越上述开孔162而照射扩散板180。并透过此扩散板180使部分光穿透部分光反射，上述反射光经反射板再反射至辐射状随机数网点分布的扩散板180，再重新利用以提升整体区域的均匀度(uniformity)。

图7为根据本发明的实施例的直下式点光源背光组件220的示意图。上述直下式点光源背光组件220包括多个点光源250，一反射板260具有多个反射板开孔262，一扩散板280具有多个辐射状随机数网点282分布其上，同时上述的辐射状随机数网点282在扩散板280上的分布须有多个辐射状随机数网点中心290，假设一点光源250对应于一辐射状随机数网点中心290因为点光源250的光强度分布不均，中间强旁边弱，所以为解决发光源强弱分布不均，本发明设计辐射状随机数网点282分布有一辐射状随机数网点中心290以抑制中间强光处，所以辐射状随机数网点分布是近上述点光源处密或直径大，远上述点光源处疏或直径小，即以辐射状随机数网点中心290控制面积遮蔽率即控制网点的密度改变网点离心方向间距和切线方向间距，再配合网点径向距离的大小，来控制其相对面积的遮蔽率及点位置并做随机数分布处理。

上述实施例为一点光源250对应于一辐射状随机数网点中心290为例，本发明也适用于多个点光源250对应于一个辐射状随机数网点中心290，如图8所示。其中上述多个点光源250包括发光二极管(LED)、汞灯、卤素灯；而且上述辐射状随机数网点282配置于上述扩散板280的上表面或下表面或部分上表面部分下表面；上述辐射状随机数网点282包括凸点、凹槽或部分凸点部分凹槽复合方式配置于扩散板280上。上述扩散板280是由透光或半透光材料制成，选自如玻璃，压克力树脂(Acrylic Resin)，PMMA(聚甲基丙稀酸甲酯)，PC(聚碳酸酯)，Aront(非晶型聚烯烃)及PET(聚酯)等材料。上述辐射状随机数网点282为反射物质，选自钛化合物，硅系化合物及硫酸钡等。

图9(a)～(f)为根据本发明实施例的辐射状随机数网点单元的辐射状随机数网点分布。如图9(a)所示上述的辐射状随机数网点282在一预定单元面积292(如0.1～1.2mm见方单元)内，仅具有一辐射状随机数网点282。如图9(b)与9(f)所示，其在一预定单元面积292内，具有两辐射状随机数网点282，其中两辐射状随机数网点282可相连接如图9(b)或分开如图9(f)。如图9(c)-9(e)所示，其在一预定单元面积292内，具有多个辐射状随机数网点282其中有一单元中心网点282a，其余的多个辐射状随机数网点绕此单元中心网点282a配置。如此可得，单点的辐射状随机数网点、多点或单多点的复合组合，如图10(a)-10(b)所示。

虽然本发明已以上述较佳实施例揭示，然其并非用以限定本发明，任何本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当然可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围应当以权利要求范围所界定的为准。

Claims (25)

1.一种直下式点光源背光组件，包括：

多个点光源；

一反射板，该反射板具有多个开孔，且每一开孔对应于相对应的点光源；

一扩散板，该扩散板具有多个辐射状随机数分布网点；

其中至少一点光源对应于该辐射状随机数分布网点的中心，

所述点光源发出的光线穿越所述反射板上的开孔而照射扩散板，被扩散板反散的光线返回反射板后，再反射至扩散散板。

2.如权利要求1的直下式点光源背光组件，其特征在于：该多个点光源是选自由发光二极管(LED)、汞灯、及卤素灯所组成的组。

3.如权利要求1的直下式点光源背光组件，其特征在于：该辐射状随机数网点分布是近该点光源处密或直径大，远该点光源处疏或直径小。

4.如权利要求1的直下式点光源背光组件，其特征在于：该辐射状随机数网点在0.1～1.2mm见方单元内包括：单点、多点或单多点的复合组合。

5.如权利要求4的直下式点光源背光组件，其特征在于：该辐射状随机数网点在0.1～1.2mm见方单元内的该多网点具有一单元中心网点，其余的多个辐射状随机数网点绕此单元中心网点配置。

6.如权利要求1的直下式点光源背光组件，其特征在于：该辐射状随机数网点配置于该扩散板的上表面或下表面或部分上表面部分下表面。

7.如权利要求1的直下式点光源背光组件，其特征在于：该辐射状随机数网点是把由凸点、凹槽或部分凸点部分凹槽复合方式所组成的组配置于扩散板上。

8.如权利要求1的直下式点光源背光组件，其特征在于：该扩散板是由透光或半透光材料制成，选自由玻璃，压克力树脂，聚甲基丙稀酸甲酯，聚碳酸酯，非晶型聚烯烃及聚酯所组成的组。

9.如权利要求1的直下式点光源背光组件，其特征在于：该辐射状随机数网点为反射物质，是选自由钛系化合物，硅系化合物及硫酸钡所组成的组。

10.一种直下式点光源背光组件的制作方法，该方法包括步骤：

形成多个点光源；

形成一具有多个开孔的反射板，且每一开孔对应于相对应的点光源；

形成一扩散板，在该扩散板上配置多个辐射状随机数分布网点；

其中至少一点光源对应于该辐射状随机数分布网点的中心，

所述点光源发出的光线穿越所述反射板上的开孔而照射扩散板，被扩散板反散的光线返回反射板后，再反射至扩散散板。

11.如权利要求10的直下式点光源背光组件的制作方法，其特征在于：该多个点光源是选自由发光二极管(LED)、汞灯、卤素灯所组成的组。

12.如权利要求10的直下式点光源背光组件的制作方法，其特征在于：该辐射状随机数网点分布是近该点光源处密或直径大，远该点光源处疏或直径小。

13.如权利要求10的直下式点光源背光组件的制作方法，其特征在于：该辐射状随机数网点在0.1～1.2mm见方单元内包括：单点、多点或单多点的复合组合。

14.如权利要求13的直下式点光源背光组件的制作方法，其特征在于：该辐射状随机数网点在0.1～1.2mm见方单元内的该多网点具有一单元中心网点，其余的多个辐射状随机数网点绕此单元中心网点配置。

15.如权利要求10的直下式点光源背光组件的制作方法，其特征在于：该辐射状随机数网点配置于该扩散板的上表面或下表面或部分上表面部分下表面。

16.如权利要求10的直下式点光源背光组件的制作方法，其特征在于：该扩散板是由透光或半透光材料制成，选自由玻璃，压克力树脂，聚甲基丙稀酸甲酯，聚碳酸酯，非晶型聚烯烃及聚酯所组成的组。

17.如权利要求10的直下式点光源背光组件的制作方法，其特征在于：该辐射状随机数网点为反射物质，是选自由钛系化合物，硅系化合物及硫酸钡所组成的组。

18.如权利要求10的直下式点光源背光组件的制作方法，其特征在于：该辐射状随机数网点是经由网孔印刷凸点在扩散板上。

19.如权利要求10的直下式点光源背光组件的制作方法，其特征在于：将该扩散板模制成具有凸点或凹槽，再于凸点或凹槽上网孔印刷或涂敷该网点。

20.一种液晶显示器，包括：

一液晶显示器面板，其中该面板包括中间夹设一液晶材料的两基板；

一配置于该液晶显示器面板的下方的背光组件；以及

一内含该液晶显示器面板及该背光组件的显示器外壳；

其中该背光组件为一直下式点光源背光组件，包括：

多个点光源；

一反射板，该反射板具有多个开孔，且每一开孔对应于相对应的点光源；

一扩散板，该扩散板具有多个辐射状随机数分布网点；

其中至少一点光源对应于该辐射状随机数分布网点的中心，

所述点光源发出的光线穿越所述反射板上的开孔而照射扩散板，被扩散板反散的光线返回反射板后，再反射至扩散散板。

21.如权利要求20的液晶显示器，其特征在于：该多个点光源是选自由发光二极管(LED)、汞灯、及卤素灯所组成的组。

22.如权利要求20的液晶显示器，其特征在于：该辐射状随机数网点分布是接近该点光源处密或直径大，远离该点光源处疏或直径小。

23.如权利要求20的液晶显示器，其特征在于：该辐射状随机数网点在0.1～1.2mm见方单元内包括：单点、多点或单多点的复合组合。

24.如权利要求23的液晶显示器，其特征在于：该辐射状随机数网点在0.1～1.2mm见方单元内的该多网点具有一单元中心网点，其余的多个辐射状随机数网点绕此单元中心网点配置。

25.如权利要求20的直下式点光源背光组件，其特征在于：该辐射状随机数网点配置于该扩散板的上表面或下表面或部分上表面部分下表面。

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