TW200835962A - A liquid crystal display device, backlight module and method for manufacturing thereof - Google Patents

Description

200835962 - 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關於背光模組及液晶顯示裝置，特別是有關 於一種具有高發光效率之背光模組及液晶顯示裝置。 【先前技術 隨著液晶電視需求量增加，使得液晶裝置的零組件例 如背光模組的需求也隨之上升。發光二極體（light emitting diode; LED)具有高輝度、無污染以及高色再現性等優點， 因此可作為背光模組的光源。 由於發光二極體是一種單點發光的光源，使得作為背 光模組的光源時，發射光的投射面會造成光不均勻的現 象。再者，若使用單色發光之發光二極體，則必需先經過 混合紅光、綠光及藍光之發光二極體所發射出的光線，才 可使用於液晶顯示裝置的光源。但經過混光後的光線會使 得背光模組的發光效率降低。 因此，需要一種具有改善發光二極體的光均勻度的背 光模組，進而增加背光模組的發光效率。 【發明内容】 有鑑於此，本發明之一目的係提供一種背光模組。上 述背光模組，包含一框架；多數個發光二極體，設置於該 框架的底部表面上；以及一混光板，設置於該些發光二極 體上方。上述背光模組更包含一擴散板，設置於該混光板 0949-A21860TWF(N2)；P51950127TW；yungchieh 5 200835962 的上方，以及一反射層，形成於該框架的内表面上。上述 之背光模組不但可使得該發光二極體發射的光線更加均 勻，而且可增加背光模組的發光效率。 本發明之另一目的係提供一種液晶顯示裝置。上述液 晶顯示裝置，包含一框架；多數個發光二極體，設置於該 框架的底部表面上；一混光板，設置於該些發光二極體上 方；一擴散板，設置於該混光板的上方；以及一液晶面板， 設置於該擴散板的上方。上述液顯示裝置更包含一增亮 膜，設置於該擴散板與該液晶面板之間。 本發明之再一目的係提供一種背光模組的製作方法， 其包括提供一框架，其内部的侧面及底部表面形成有一反 射層；配置多數個發光二極體於該框架的底部表面上；以 及設置一混光板於該些發光二極體上方。 【實施方式】 接下來，將詳細說明本發明之較佳實施例及其製作的 方法。然而，可以了解的是，本發明提供許多可實施於廣 泛多樣之應用領域的發明概念。用來說明的具實施例，僅 是利用本發明概念之具體實施方式的說明，並不限制本發 明的範圍。在圖式中，相同的元件符號係代表相同或相似 的元件。 如第1圖所示，形成一反射層圖案4於一基板6的表 面上，以構成一混光板2。上述基板6可以是硬性或軟性 的材質，其中上述基板6的材質較佳可以是例如聚乙浠的 0949-A21860TWF(N2)；P51950127TW；yungchieh 6 200835962 ^ 4 透明高分子材質、塑膠或玻璃。其中上述反射層圖案4較 佳可以是包含鋁、銀、金、銅或其合金的金屬。在另一實 施例中，上述反射層圖案4也可以是具有吸收光線的遮光 材質。 形成上述反射層圖案4於基板6的較佳方式可以是， 先形成一反射層（圖示未顯示）於基板6的表面上，接著藉 由例如微影及蝕刻製程的方式，圖案化反射層以形成反射 層圖案4。上述形成反射層的方式包括濺鍍(sputtering)、電 鍍（electroplating)或蒸鍍（evaporation)的物理氣相沈積法 (physical vapor deposition; PVD)，或電漿加強式化學氣相 沈積法（plasma enhanced chemical vapor deposition; PECVD)。在另一實施例中，上述圖案化反射層的方式也可 以是使用雷射切割（laser sculpture)的方式圖案化上述反射 層，以形成反射層圖案4。另外，也可以是以網版印刷（screen printing)或噴墨塗佈（ink-j et printing)的方式直接形成反射 層圖案4於基板6的上方。 值得注意的是，反射層圖案4可以是圓形、三角形、 多邊形或其它任何的圖形，其中反射層圖案4可以大小尺 寸不相等的圖形。在一實施例中’反射層圖案4可以是大 小不相同的圓形所組成，如第1圖所示。 在第2圖中，係顯示根據本發明之另一實施例形成相 同尺寸之圓形之反射圖案4於基板6的表面上。如第2圖 所示，基板6的表面對應於例如發光二極體（圖未顯示）的 光源可劃分為多個混光圖樣單元（mixing-light pattern 0949-A21860TWF(N2);P5195012 丌 W;yungchieh 7 200835962 unit)5。在一實施例中，例如是包含九個發光二極體的背光 模組，因此基板6可劃分為九個混光圖樣單元5。 第3圖顯示根據第2圖之混光板的A至A’的剖面。上 述基板6之表面的混光圖樣單元5依據與光源（圖未顯示） 距離的關係可再劃分一中央區域30及一周圍區域40。在 一較佳實施例_，上述中央區域30與例如是發光二極體的 光源之間的距離小於周圍區域40與例如是發光二極體的 光源之間的距離。也就是說，上述中央區域30與發光二極 體之間具有較短的距離，以及周圍區域40與發光二極體之 間具有較長的距離。 在第3圖中，顯示反射層圖案4分別形成於基板6之 表面上的中央區域30及周圍區域40。在一實施例中，上 述中央區域30之反射層圖案4的分佈密度大於周圍區域 40之反射層圖案4的分佈密度。在另一實施例中，上述中 央區域30的透光率可以是小於周圍區域40的透光率。在 又一實施例中，上述在中央區域30之相鄰的反射層圖案4 之間的距離小於周圍區域40之相鄰的反射層圖案4之間的 距離。 請再參閱第1圖，於基板6之混光圖樣單元之中央區 域的反射圖案4可以是大於周圍區域之反射層圖案4的圓 形圖案，且反射層圖案4從混光圖樣單元的中央區域至周 圍區域可以是由密到疏的方式設置於基板6表面上。 請再參閱第2圖，於基板6之混光圖樣單元5之中央 區域的反射圖案4可以是與周圍區域之反射層圖案4相同 0949-A21860TWF(N2);P5195012 丌 W;yungchieh 8 200835962 的圓形圖案，且反射層圖案4從混光圖樣單元5的中央區 域至周圍區域可以是由密到疏的方式設置於基板ό表面 值得注意的是，上述反射層圖案4的設置方式係與光 能量的強弱有關，因此，上述設置方式僅以說明本發明之 實施例，並不用以限制本發明。例如，在週圍區域中離光 源最遠之反射層圖案的分佈密度也可以是大於離光源較近 之反射層圖案的分佈密度。、 弟4圖顯示根據本發明之實施例之一液晶顯tf瓜置1 〇 的剖面圖。上述液晶顯示裝置1〇包含框架12、多數個發 光二極體14、混光板16、擴散板18，以及液晶面板22 ° 其中，多數個發光二極體14設置於框架12的底部表面上’ 以提供液晶顯示裝置10的光源。再者，如第4圖所示之液 晶顯示裝置1 〇之中’反射層24係形成於上述框架12的内 部之侧壁及底部的表面上，以反射液晶裝置10中之背光模 組内部的光線，進而提昇發光效率。上述混光板16，設置 於上述發光二極體14的上方，使得調合上述發光二極體 14所發射的光，以及反射部分光線至混光板16與框架12 所形成的空間内，藉以提升發光的效率。 上述擴散板18，設置於混光板16的上方，以均勻化 經過混光板16的光線。上述液晶顯示裝置1 〇具有一增亮 膜 20(brightness enhancement film ; BEF)，其設置於擴散 板18的上方，藉以增加經過擴散板18之光線的亮度。在 一實施例中，增亮膜20可以是具有改變光路徑的稜鏡組 0949-A21860TWF(N2)；P51950127TW；yungchieh 9 200835962 合。之後，上述液晶面板22，設置於上述增亮膜20的上 方，以顯示影像晝面。 在一較佳實施例中，上述發光二極體14可以是白光二 極體或藍光、綠光及紅光組合的發光二極體陣列。上述框 架12可以是高分子材質、金屬或其它合適的材質。 在第5圖中，顯示根據本發明之實施例之背光模組 50。上述背光模組50包含框架12、多數個發光二極體14， 以及混光板16。其中，多數個發光二極體14，設置於框架 12的底部表面上。又如第5圖所示，背光模組50具有一 反射層24，形成於框架12之内部的侧壁及底部表面上， 以反射背光模组50内部的光線，以提昇發光效率。混光板 16係設置於發光二極體14的上方，以調合上述發光二極 體14所發射的光，以及反射部分光線至混光板16與框架 12所形成的空間内，藉以提升發光的效率。之後，如第5 圖所示，背光模組50且有一擴散板18，其設置於上述混 光板16的上方，以使得均勻化經過混光板16的光線。 值得注意的是，雖然上述實施例揭示一種直下式背光 模組，可以了解的是，本發明之概念當然也可以應用於其 它例如是側向式的背光模組。 在一實施例中，當發光二極體14發射光線時，部分光 線會穿透上述混光板16之未形成反射層圖案（圖未顯示）的 區域，以及部分光線會藉由形成於混光板16上的反射層圖 案反射至背光模組50内部。也就是說，混光板16可以是 具有允許部分光線通過，以及反射部分光線的過濾功能。 0949-A21860TWF(N2);P5195012 丌 W;yungchieh 10 200835962 * 部分被反射至混光板16與框架12之空間内的光線’可以 藉由框架12侧壁及底部表面的反射層24，經過例如光線 路徑26所示之多次的反射，再通過混光板16至上層的擴 散板18。 在上述實施例中，由於上述混光板16之表面之混光圖 樣單元的中央區域具有較大於周圍區域的反射層圖案分佈 密度。因此，距離發光二極體丨4較近之中央區域的透光率 會小於周圍區域的透光率。距離發光二極體14較近的區域 例如中央區域具有較強的光能量，反之，距離發光二極體 14較遠的區域例如周圍區域具有較弱的光能量。因此’可 藉由透光率的差異均勻化經過混光板16的光能量。再者’ 部分被反射的光線可藉由多次的反射後，通過混光板16， 並不會損失光線，因而亦能提升發光效率。 值得一提的是，本發明可藉由調整擴散板W與混光板 16的距離，以提升混合或均勻化通過擴散板18的光線。 在一較佳實施例中，混光板16與框架12之底部表面之間 的距離h2可以是大於混光板16與擴散板18之間的距離 hi。上述h2較佳可以是介於1〜2公分之間，而上述hi較 佳可以是介於0.5〜1.5公分之間。在另一實施例中，混光板 16與框架12之底部表面之間的距離h2可以是等於或小於 三分之二之擴散板18與框架12之底部表面之間的距離 (hl+h2)。 另，在一實施例中，上述背光模組也玎以選擇性地以 混光板16取代上述擴散板18，也就說僅設置混光板16， 0949-A21860TWF(N2)；P51950127TW；yungchieh 200835962 ’ 而不設置擴散板18。 在第6圖中，顯示一未設置混光板之背光模組的光源 能量分佈圖。A曲線代表Y方向的光能量，B曲線代表X 方向的光能量。可以發現，A與B曲線顯示於光源的中央 區域具有較高的光能量，而在周圍區域具有較低的光能量。 第7圖顯示根據本發明之一實施例之設置混光板之背 光模組的光源能量分佈圖。A曲線代表Y方向的光能量， B曲線代表X方向的光能量。可以發現，A與B曲線顯示 於光源的中央區域及周圍區域具有較均勻的光能量，且相 較於未使用混光板之背光模組的光的數量（曲線下方的面 積）本發明之背光模組並不會因為使用混光板而使得光的 數量減少，因此可改善發光效率。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作此許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。 0949-A21860TWF(N2);P5195012HW;yungchieh 12 200835962 【圖式簡單說明】 第1〜2圖顯示根據本發明之混光板正視圖； 第3圖顯示第2圖之A-A’的剖面圖； 第4圖顯示根據本發明之實施例之液晶顯示裝置的剖 面圖； 第5圖顯示根據本發明之實施例之背光模組的剖面 圖， 第6圖顯示未設置混光板之背光模組的光源能量分佈 圖；以及 第7圖顯示根據發明之設置混光板之背光模組的光源 能量分佈圖。 【主要元件符號說明】 2〜混光板； 4〜反射層圖案； 5〜混光圖樣單元； 6〜基板； 10〜液晶顯示裝置； 12〜框架； 14〜發光二極體； 16〜混光板； 18〜擴散板； 20〜增亮膜； 22〜液晶面板， 0949-A21860TWF(N2)；P51950127TW；yungchieh 200835962 24〜反射層； 2 6〜光路徑， 3 0〜中央區域， 40〜周圍區域， 50〜背光模組。 0949-^21860丁\^卩(似）;？5195012丌\/\/;711叩〇1^11

Claims (1)

1. 200835962 * ；十、申請專利範圍： 1. 一種背光模組，包含： 一框架； 多數個發光二極體，設置於該框架的底部表面上；以 及 一混光板，設置於該些發光二極體上方。 2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包含一 反射層，形成於該框架之内部的侧壁及底部表面上。 3. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，該些發光 二極體包含白光二極體或藍光、綠光及紅光組合的發光二 極體陣列。 4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包含一 擴散板’設置於該混光板的上方。 5. 如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其中該混 光板與該框架之底部表面之間的一第一距離大於該混光板 與該擴散板之間的一第二距離。 ‘ 6.如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其中該混 光板與該框架之底部表面之間的一第一距離小於或等於三 分之二之該擴散板與該框架之底部表面之間的一第二距 7. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該混 光板包含一反射層圖案，形成於一基板的表面上。 8. 如申請專利範圍第7項所述之背光模組，其中在該 基板的表面更包含劃分多數個混光圖樣單元，且各該混光 0949-A21860TWF(N2) ；P51950127TW；yungchieh 15 200835962 圖松單70刀別對應各該發光二極體，纟中 元分別具有轉該發光二極體較短的 ^先圖樣早 離該發光二極體較長的—周_域/中央以及距 請專· _ 8項所述之#光模組，其中該中 、'^或之δ亥反射層圖案的分佈密度大 射層圖案的分佈密度。 以圍£域之该反 10·如中Μ專利範圍第8項所述之背光模组，其中該 央區域的透光率小於該周圍區域的透光率。/、V 申請專利範圍第7項所述之背光模組，減 板包含南分子材料或玻璃。 土 12.如申請專利範圍第i項所述之背光模級 光板包含一遮光層圖案，形成於其表面上。 、 13·—種液晶顯示裝置，包含·· 一框架； 多數個發光二極體，設置於該框架的底部表面上； 一混光板，設置於該些發光二極體上方； 一擴散板，設置於該混光板的上方；以及 一液晶面板，設置於該擴散板的上方。 14·如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示裝置，更 包έ增冗膜’設置於該擴散板與該液晶面板之間。 15·如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置，該 些發光二極體包含白光二極體或藍光、綠光及紅光組合的 發光二極體陣列。 16.如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示裝置，其 0949-A21860TWF(N2)；P51950127TW；yungchieh 16 200835962 、t該混光板與該框架之底部表面之間的—第-距離大於該 犯光板與該擴散板之間的一第二距離。 、〆 //·如申請專利範圍帛13項所述之液晶顯示裂置，並 :省：光板與3亥框架之底部表面之間的一第一距離小於或 寺於一刀之一之該擴散板與該框架之底部表面之間的二第 二距離。 』』乐 18.如申專利範圍第13項所述之液晶顯示袭置，盆 中該混光板包含-反射層圖案，形成於—基板的表面上^ A如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示裝置，其 中在該基板的表面更包含劃分多數個混光圖樣單元，且I 該混光圖樣單元分別對應各該發光二極體，: 圖樣單元具有距離該發光二極體較短的—中央區^2 距離該發光二極體較長的一周圍區域。 20. 如申請專利範圍第19項所述之液晶顯示裝置，其 中該中央區域之該反射層圖案的分佈密度大於該周圍區域 之該反射層圖案的分佈密度。 21. 如申請專利範圍第19項所述之液晶顯示裝置，其 中该中央區域的透料小於該周圍區域的透光率。 上22‘如申請專利範圍f 13項所述之液晶顯示襄置，其 中該混光板包含-遮光層圖案，形成於其表面上。’ 23. 如申請專利範13項所述之液日日日顯示裝置，更包含 -反射層’形成於雜架之内部的側壁及底部表面上。 24. —種背光模組的製作方法，包括： 提供-框架，其内部的側面及底部表面形成有一反射 0949-A21860TWF(N2)；P51950127TW；yungchieh 17 200835962 層； 配置多數個發光二極體於該框架的底部表面上；以及 設置一混光板於該些發光二極體上方。 25. 如申請專利範圍第24項所述之背光模組的製作方 法，更包括形成一反射層圖案於該混光板的上方。 26. 如申請專利範圍第25項所述之背光模組的製作方 法，其中形成該反射層圖案的方式係由網版印刷或喷墨塗 佈完成。 27. 如申請專利範圍第25項所述之背光模組的製作方 法，其中形成該反射層圖案的方式包括： 形成一反射層於該混光板上方；以及 圖案化該反射層，以形成該反射層圖案於該混光板的 上方。 28. 如申請專利範圍第27項所述之背光模組的製作方 法，其中形成該反射層的方式係由濺鍍、蒸鍍或電漿加強 式化學氣相沈積法完成。 29. 如申請專利範圍第27項所述之背光模組的製作方 法，其中圖案化該反射層的方式係由雷射切割或光罩製程 完成。 0949-A21860TWF(N2)；P51950127TW；yungchieh 18