CN101281321B

CN101281321B - 背光组件及具有此背光组件的液晶显示器

Info

Publication number: CN101281321B
Application number: CN2007100968224A
Authority: CN
Inventors: 何忠兴
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: CPT DISPLAY TECHNOLOGY (SHENZHEN)CO., LTD.
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2027-04-04
Also published as: CN101281321A

Abstract

本发明公开了一种背光组件，其包括框架、多个发光元件、至少一光感测装置以及扩散板。其中，框架具有一底板且多个发光元件配置于底板上。光感测装置也配置于底板上并位于部份发光元件之间。值得注意的是，光感测装置包括底部具有容纳空间的混光元件以及位于其容纳空间内的光感测芯片。另外，扩散板配置于框架内且位于发光元件与光感测装置的上方。基于上述结构，背光组件有良好的出光效果且应用此背光组件的液晶显示器有良好的显示品质。

Description

背光组件及具有此背光组件的液晶显示器

技术领域

本发明是有关于一种光源组件及具有此光源组件的显示器，且特别是有关于一种背光组件以及具有此背光组件的液晶显示器。

背景技术

一般来说，背光组件用以提供液晶显示面板所需的面光源，以使液晶显示器达到显示的效果。其中，背光组件又区分成直下式背光组件(direct type backlight module)与侧面入光式背光组件(side type back light module)。相较于侧面入光式背光组件，直下式背光组件能够提供较高亮度的面光源，因此对光源的亮度有较高需求时，通常采用直下式背光组件。以下就现有的直下式背光组件进行说明。

图1绘示现有的直下式背光组件的剖面示意图。请参考图1，习知直下式背光组件100包括一框架110、多个发光二极管(light emitting diode，LED)130以及一扩散板140。其中，框架110具有一底板112。发光二极管130配置于底板112上，而扩散板140配置于框架110内并且位于这些发光二极管130上方。各个发光二极管130适于分别发出红光、绿光与蓝光，且各色光在均匀混合并通过扩散板140之后便可提供液晶显示器所需的白色光源。

然而，随着使用时间增长，发光二极管130的温度会逐渐升高，其发光效能因而逐渐衰退，且不同色光的发光二极管130有不同的衰退速率。具体而言，长时间使用下，背光组件100所发出的光会逐渐变调，无法维持原有的色度及辉度而使液晶显示器的显示品质不稳定。因此，通常会在直下式背光组件100中安装至少一个光感测芯片150以进行光色度与辉度的感测，并将感测的信号传达至驱动电路(未绘示)以对发光二极管130所发出的光进行调整与补偿。

光感测芯片150是一平面的芯片，其受光方向以正面为主。为了正确的感测光线的色度与辉度，必须将各个光感测芯片150设于各色光混合最均匀的区域，也就是扩散板140前(如图1所绘示)。在这样的设计之下，光感测芯片150可以测得混合最均匀的光以准确地感测背光组件100所发出的光线有助于驱动电路作出适当的调整与补偿。

可惜的是，光感测芯片150的设置会阻挡背光组件100所发出的光线，使得背光组件100的出光率受到影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种背光组件，以解决现有的背光组件出光效果不佳的问题。

本发明的另一目的是提供一种应用上述的背光组件来改善显示品质的液晶显示器。

为达上述或是其他目的，本发明提出一种背光组件，其包括框架、多个发光元件、至少一光感测装置以及扩散板。其中，框架具有一底板且多个发光元件配置于底板上。光感测装置也配置于底板上并位于部份发光元件之间。值得注意的是，光感测装置包括底部具有容纳空间的混光元件以及位于其容纳空间内的光感测芯片，其中光感测芯片与发光元件配置于底板的同一侧。另外，背光组件中还包括扩散板，其配置于框架内且位于发光元件与光感测装置的上方。

在本发明一实施例中，上述混光元件的材质包括聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)或是聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethyleneterephthalate，PET)。

在本发明一实施例中，上述混光元件还包括多个扩散粒子，分散于混光元件的内部。另外，混光元件的表面还可以包括配置有多个扩散图案。

在本发明一实施例中，混光元件中位于容纳空间上方的部分例如是实心或是空心，且其顶部例如为圆锥状、圆柱状或是半圆球状。另一方面，混光元件的外型也可以是圆柱状或圆锥状。

在本发明一实施例中，上述底板具有反射面，以反射发光元件所发出的光。

在本发明一实施例中，上述发光元件包括多个红光发光二极管、多个蓝光发光二极管以及多个绿光发光二极管。

在本发明一实施例之背光组件中，还包括光学膜片组配置于扩散板上。

本发明另提出一种利用上述的背光组件为面光源的液晶显示器，其包括液晶显示面板以及背光组件。其中，背光组件配置于液晶显示面板的一侧。此外，背光组件即为上述的背光组件。

在本发明的背光组件中，于光感测芯片上设置混光元件，因此光感测芯片可配置于底板上而不需配置于出光处。如此一来，光感测芯片可在不影响背光组件的出光率下，准确地感测背光组件的出光效果，并传达信号给驱动电路以正确地修正与补偿背光组件的出光。另外，将本发明的背光组件作为液晶显示器的面光源，可使液晶显示器在长时间使用下维持稳定而良好的显示品质。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1绘示现有的直下式背光组件的剖面示意图。

图2为本发明一实施例的背光组件的剖面示意图。

图3A到3D绘示本发明的四种实施例的混光元件的结构示意图。

图4为本发明一实施例的液晶显示器的剖面示意图。

具体实施方式

图2为本发明一实施例的背光组件的剖面示意图。请参考图2，背光组件200包括框架210、多个发光元件220以及至少一光感测装置230。其中，框架210具有一底板212且多个发光元件220配置于底板212上。同时，光感测装置230也配置于底板212上并位于部份发光元件220之间。值得注意的是，光感测装置230包括一底部具有容纳空间S的混光元件232以及位于其容纳空间S内的光感测芯片234。另外，背光组件200还包括一扩散板240，其配置于框架210内且位于发光元件220与光感测装置230的上方。

本实施例中，发光元件220例如是由多个发光二极管所组成。发光二极管的优点是寿命长、无须暖灯时间(idling time)、反应速度快(约为9～10微秒)、体积小、用电省、污染低(不含水银)、高可靠度、适合量产等。具体而言，白光二极管的发光效率较低，且在色饱和度及显示色温上均不如由一定比例的三色光发光二极管发出而混合的白光。因此，在本实施例中采用多个红光发光二极管、多个蓝光发光二极管以及多个绿光发光以作为发光元件220。其中，各色发光二极管的数量以及配置方式是依照一定比例设置以使其所发出的光混合成白光。

随着使用时间增长，发光二极管的发光效能会因温度升高而衰退，且各色光发光二极管的衰退速率不一致，进而导致背光组件200出光效果不稳定。因此，必须对背光组件200的整体出光情形进行准确的检测以便对背光组件200的出光进行修正与补偿。

一般而言，为了能够准确地检测背光组件200的出光情形，以往都于各色光混合最均匀的位置设置感测元件(如图1中光感测芯片150的位置)。然而，这样的设计却常直接影响背光组件的出光率。因此，本发明提出一个将混光元件232与光感测芯片234结合以构成光感测装置230的设计，以解决上述问题。其中，混光元件232具有混光作用，且其底部具有容纳空间S，而光感测芯片234配置于容纳空间S内。这样的设计之下，发光元件220所发出的光线可于混光元件232中均匀地混合，进而使位于容纳空间S内的光感测芯片234测量到这些均匀混合后的光线。换言之，光感测芯片234可准确地感测背光组件200的整体出光情形并将其感测的信号传送给驱动电路(未绘示)以进行光线出光的调整与补偿。因此，光感测装置230不需配置于出光处，而可配置于底板212上，以避免影响背光组件200的出光率。

在背光组件200中，混光元件232例如是由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或是聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)所制成的。当然，在其他实施例中，混光元件232可以是其他透明或半透明的材质所制成的。混光元件232的设计是为了均匀混合、漫射及折射其远处与近处的发光元件220所发出的光线，以使光感测芯片234准确地测得背光组件200整体的出光情形。

实际上，可运用各种方式使各处发光元件220所发出的光线能于混光元件232中更均匀地混合。举例而言，可将多个扩散粒子250分散于混光元件232的内部，以增加光线的漫射，有助于均匀混合光线。另一方面，也可以在混光元件232的表面配置多个扩散图案260，其例如是不同大小及形状的凹陷或是凸起。扩散图案可以使来自各处的光线以不同的角度折射或漫射，也有助于光线的混合。具体来说，有了混光元件232的设置，光感测装置230不需配置于背光组件200的出光处，即可有效感测到混合均匀的光线，故可将其配置于底板212上而不会影响背光组件200出光的光学性质。因此，本实施例的背光组件200具有良好的出光品质。

实务上，可依照实际需求而在底板212上配置一个或是多个光感测装置230并使其位于部份发光元件220之间。举例而言，在本实施例中，可以仅设置一个光感测装置230于底板212上最可能发生光线变调的位置。在另一实施例中，光感测装置230可以设置在多个可能发生光线变调的位置上。此外，为了更有效的进行光线的感测，还可以每隔一固定距离即设置一个光感测装置230于底板212上。如此一来，背光组件200不但具有良好的出光品质，在长时间使用下，其出光效果也可被正确的调整而维持稳定的状态。

另外，背光组件200中，框架210的底板212例如具有一反射面。其目的在于，将发光元件220所发出的光线反射，以提高背光组件200的出光亮度，也就是提升背光组件200的出光效能。一般来说，底板212例如是由金属材质所制成，因此具有反射光线的作用。不过，底板212也可以不由金属材质制成，则此时须利用其他方式使底板212具有一反射面，例如在底板212上涂布反射材料或是配置一反射板于底板212上。进一步而言，还可以在扩散板240上配置光学膜片组(未绘示)，其包括增光片及棱镜片以使背光组件200的出光品质更好。

在本实施例中，混光元件232的顶部例如为圆锥状，且混光元件232中位于容纳空间S上方的部分例如是实心的。然而，本发明不限制混光元件232必须是如上的实心设计，制作部分空心的混光元件232也是可行的选择。图3A到3D绘示多种结构，其可应用于混光元件的设计。然而，这些结构仅为本发明的较佳实施方式，并非用以限定本发明。实际上，混光元件的顶部可以具有不同的外型。如图3A与3B所示，混光元件300a与混光元件300b的顶部分别例如是圆柱状及半圆球状。在另一实施例中，混光元件300a及混光元件300b位于容纳空间S上方的部分例如是空心的。当然，图2所绘示的锥形形状的混光元件232也可以是空心的设计。另外，混光元件也可由其他种几何型态所构成。举例而言，图3C与图3D中，混光元件300c与混光元件300d分别为圆锥状与圆柱状的结构。当然，上述各种混光元件可以依不同考量而制成实心的、空心的或甚至是其他外型，更可以选择性地于各种混光元件中添加各种不同的扩散粒子及配置不同的扩散图案。

除此之外，本发明提出一种利用上述实施例的背光组件作为面光源的液晶显示器。图4为本发明一实施例的液晶显示器的剖面示意图。如图4所示，液晶显示器400包括液晶显示面板410与配置于液晶显示面板410一侧的背光组件420。具体来说，液晶显示器400还包括一个外框(未绘示)，将其配置于液晶显示面板410前面并与背光组件420的框架夹持液晶显示面板410。另外，背光组件420的元件与其各元件之间的关系可以是前述实施例所揭示的多种不同类型的设计。由前述实施例得知，背光组件420可维持稳定的出光效果，因此液晶显示器400具有良好且稳定的显示品质。

综上所述，本发明的背光组件及以其为面光源的液晶显示器具有至少以下优点：本发明的背光组件中，利用结构简单的光感测装置即可感测到各处发光元件所发出的光线而有效地对背光组件的出光光线进行调整与补偿。另外，本发明的背光组件将光感测装置配置于底板上，不会影响出光光线的光学性质而具有良好的出光效果。更进一步而言，以本发明的背光组件为面光源的液晶显示器有良好的显示品质且长时间使用下，其显示品质也可维持稳定。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种背光组件，包括：

一框架，其中该框架具有一底板；

多个发光元件，配置于该底板上；以及

至少一光感测装置，配置于该底板上并位于部份该些发光元件之间，其中该光感测装置包括：

一混光元件，位于该底板上，该混光元件的底部具有一容纳空间，且该容纳空间被该混光元件与该底板包围；以及

一光感测芯片，位于该底板上，该光感测芯片与该些发光元件配置于该底板的同一侧，且该光感测芯片位于该混光元件与该底板所围成的该容纳空间内，该些发光元件所发出的光线通过位于该底板的同一侧的该混光元件均匀混合。

2.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于，还包括一扩散板，配置于该框架内且位于该些发光元件与该光感测装置的上方。

3.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于，该混光元件之材质包括透明或是半透明的材质。

4.如权利要求3所述的背光组件，其特征在于，该混光元件的材质包括聚甲基丙烯酸甲酯或是聚乙烯对苯二甲酸酯。

5.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于，该混光元件还包括多个扩散粒子，分布于该混光元件的内部。

6.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于，该混光元件的表面还包括配置有多个扩散图案。

7.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于，该混光元件的顶部为圆锥状、圆柱状或是半圆球状。

8.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于，该混光元件的形状为圆柱状或圆锥状。

9.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于，在该混光元件中位于该容纳空间上方的部分为实心或是空心。

10.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于，该底板具有一反射面，以反射该些发光元件所发出的光。

11.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于，该些发光元件包括多个红光发光二极管、多个蓝光发光二极管以及多个绿光发光二极管。

12.如权利要求2所述的背光组件，其特征在于，还包括一光学膜片组，配置于该扩散板上。

13.一种液晶显示器，包括：

一液晶显示面板；以及

一背光组件，其如权利要求1所述，该背光组件是配置于该液晶显示面板的一侧。

14.如权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，该背光组件还包括一扩散板，配置于该框架内且位于该些发光元件与该光感测装置的上方。

15.如权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，该混光元件的材质包括透明或是半透明的材质。

16.如权利要求15所述的液晶显示器，其特征在于，该混光元件的材质包括聚甲基丙烯酸甲酯或是聚乙烯对苯二甲酸酯。

17.如权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，该混光元件还包括多个扩散粒子，分布于该混光元件的内部。

18.如权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，该混光元件的表面还包括配置有多个扩散图案。

19.如权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，该混光元件的顶部为圆锥状、圆柱状或是半圆球状。

20.如权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，该混光元件的形状为圆柱状或圆锥状。

21.如权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，在该混光元件中位于该容纳空间上方的部分为实心或是空心。

22.如权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，该底板具有一反射面，以反射该些发光元件所发出的光。

23.如权利要求13所述的液晶显示器，其特征在于，该些发光元件包括多个红光发光二极管、多个蓝光发光二极管以及多个绿光发光二极管。

24.如权利要求14所述的液晶显示器，其特征在于，该背光组件还包括一光学膜片组，配置于该扩散板上。