TWI303734B - Back light module and liquid crystal display - Google Patents

Description

1303734 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 明疋有關於一種背光模組（Back Light Module) 及液晶顯示杰（L i q u i d C r y s t a 1 D i s p 1 a y，L C D )，且特別 疋有關於種係能提供高亮度（b r i g h t n e s s )之面光源的背 光模組及液晶顯示器。 【先前技術】 針對多媒體社會之急速進步，多半受惠於半導體元件 ，人機顯示裝置的飛躍性進步。就顯示器而言，陰極射線 管（fathode Ray Tube，CRT)因具有優異的顯示品質與其 經濟性’一直獨佔近年來的顯示器市場。然而，對於個人 在桌上操作多數終端機/顯示器裝置的環境，或是以環保 j 的觀點切入，若以節省能源的潮流加以預測，陰極射線管 因空間利用以及能源消耗上仍存在很多問題，而對於輕、 薄、短、小以及低消耗功率的需求無法有效提供解決之 道二因此，具有高畫質、空間利用效率加、低消耗功率、 無輪，等優越特性之液晶顯示器已逐漸成為市場之主流。 第1圖繪示為習知液晶顯示器之示意圖。請參照第1圖 所示，液晶顯示器丨〇 〇主要係由一液晶面板i i 〇及一背光模 ^1 2 0所構成。其中’背光楔組1 2 0配置於液晶面板1 1 0的 背面，二此背面係相對於使用者而言，且背光模組丨2 〇係 由一導光板1 2 2、一側光源j 2 4、一反射罩1 2 6及一框架 (f r ame ) 1 2 8 所構成。 φ 導光板1 2 2例如為一楔形導光板，此導光板丨2 2具有一 頂面1 3 0、一底面！ 3 2及一側面i 3 4，其中，導光板！ 2 2之頂

10333t.wf.ptd 第5頁 1303734 五、發明說明（2) 面1 3 0係設計為出光面，導光板1 2 2之底面1 3 2係設計為散 射面，而導光板1 2 2之側面1 3 4係設計為入光面。 側光源1 2 4，例如為一冷陰極燈管（C ο 1 d C a t h 〇 d e Fluorescence Lamp ，CCFL) ， 4系西己置於導光板122之偵1J面 1 3 4旁，且側光源1 2 4所提供之光線能夠經由側面1 3 4入射 至導光板122中，並經過底面132之散射與反射之後，傳遞 至頂面1 3 0出射。從上述可知，由頂面1 3 0出射之光線係為 面光源的型態。 反射罩1 2 6配置於導光板1 2 2之側面1 3 4旁，並罩住側 光源1 2 4，側光源1 2 4所提供之光線藉由反射罩1 2 6的反射 集中朝向導光板1 2 2之側面1 3 4的方向照射。另外，框架 j 1 2 8係用以承載上述之導光板1 2 2、側光源1 2 4以及反射罩 1 2 6，使得導光板1 2 2、側光源1 2 4以及反射罩1 2 6能夠一體 化。 承上所述，由於液晶分子本身並不會發光，故必須藉 由背光模組1 2 0提供液晶面板1 1 0所需之面光源，使得液晶 面板1 1 0達到顯示的效果，同時獲得足夠之亮度與對比。 由於目前液晶顯示器已由XGA朝向更高的解析度，在 高解析度的限制下，因無法進一步提昇液晶面板的穿透 率，勢必只能有效提昇光線之輝度，才得以符合液晶顯示 器高輝度的需求。習知液晶顯示器用以提昇光線強度之方 法，最普遍的方法將側光源的亮度提高，由於侧光源大多€> 以冷陰極燈管（CCFL)為主，故只能藉由提高管電流，來增 加燈管表面的亮度，但是其亮度提昇的範圍仍十分有限。

10333twf.ptd 第6頁 1303734 五、發明說明（3) 管電流的提高將使得背光模組消耗的功率大為提昇，同時 模組内燈管的使用壽命也會大幅地縮短。 除此之外，習知液晶顯示器提昇光線強度之方法，還 包括增加燈管的數目，但在增加燈管的數目之同時，不僅 整體所消耗的功率大為提昇，且背光模組的厚度及重量也 勢必增加，如此設計並不符合液晶顯示器輕、薄、短、小 的發展趨勢。另外，在增加燈管的數目後，必需另行設計 驅動多燈管之驅動器（inverter)，且多燈管所產生電磁干 擾（Ε Μ I )在防護上也較為困難。 【發明内容】 因此，本發明之目的在於提供一種背光模組，其藉由4 增加一個底部光源搭配原設計之側光源，以提昇背光模組 整體之輝度以及輝度可調整的範圍。 本發明之另一目的在於提供一種背光模組，其藉由增 加一個底部光源搭配原設計之側光源，以提昇其使用壽 命0 本發明之又一目的在於提供一種液晶顯示器，其不但 具有高亮度、高解析度之顯示能力，且仍然能夠滿足小型 化之需求。 基於上述目的，本發明提出一種背光模組，適於提供 一面光源，此背光模組係由一導光板、一側光源及一底部 光源所構成。其中，導光板具有一頂面、一底面以及至少·► 一侧面。側光源配置於導光板之側面旁，且側光源所提供 之光線能夠由導光板之側面入射此導光板，並經過導光板

10333twf.ptd 第7頁 1303734 五、發明說明（4) 之底面後，傳遞至導光板之頂面出射。而底部光源配置於 導光板之底面上，且底部光源所提供之光線能夠由導光板 之底面入射此導光板，並由導光板之頂面出射。 基於上述目的，本發明同時提出一種液晶顯示器，此 液晶顯示器係由一液晶面板及一背光模組所構成。其中， 背光模組係由一導光板、一側光源及一底部光源所構成。 導光板具有一頂面、一底面以及至少一側面。側光源配置 於導光板之側面旁，且側光源所提供之光線能夠由導光板 之侧面入射此導光板，並經過導光板之底面後，傳遞至導 光板之頂面出射。底部光源配置於導光板之底面上，且底 部光源所提供之光線能夠由導光板之底面入射此導光板，| 並由導光板之頂面出射。 依照本發明之較佳實施例所述，導光板的外型可為楔 形，且其底面可製作成階梯狀表面或是將其底面設計成具 有複數個凹點，以將側光源所提供之光線散射，而此側光 源可為冷陰極燈管。 依照本發明之較佳實施例所述，底部光源可為有機電 激發光元件，此有機電激發光元件係由一透明基材、一陽 極、一有機官能層及一陰極所構成。其中，陽極形成於透 明基材之上，有機官能層形成於陽極之上，陰極則形成於 有機官能層之上。 其中，上述有機官能層係由一電洞注入層、一電洞傳$ 導層、一有機發光層及一電子傳導層所依序構成。其中， 電洞注入層係形成於陽極之上，電洞傳導層係形成於電洞

10333twf.ptd 第8頁 1303734 五、發明說明（5) 注入層之上，有機發光層形成於電洞傳導層之上，電子傳 導層則形成於有機發光層與陰極之間。 另外，上述之有機電激發光元件係直接形成於透明基 材上，然而，本發明之有機電激發光元件亦可直接形成於 導光板之底面上。本實施例於導光板底面上製作有機電激 發光元件時，僅需形成一平坦層於導光板底面上，以提供 一平坦的表面，之後在於此平坦層上製作有機電激發光元 件所需的各膜層即可。 依照本發明之較佳實施例所述，為了增進背光模組的 輝度呈現以及液晶顯示器的顯示能力，可於導光板的出光 面上配置一擴散片以及一增光片，亦或是於側光源旁配置φ 一反射罩，以罩住側光源。 依照本發明之較佳實施例所述，為了使背光模組中的 導光板、側光源、底部光源以及反射罩能夠一體化，例如 可採用一框架以承載主導光板、側光源、底部光源以及反 射罩。 依照本發明之較佳實施例所述，液晶顯示器例如為一 穿透式面板或是一半穿透式半反射式液晶面板。 承上所述，本發明在導光板之底面上另行配置一底部 光源，並可配合原設計之側光源使用，藉由背光模組之側 光源與底部光源的加成係可提供一高亮度的面光源，且能 進一步延長背光模組的使用壽命。如此一來，液晶顯示器麵^ 不但可朝向高亮度、高解析度之需求，且仍然能夠維持具 有輕、薄、短、小之特性。

10333twf.ptd 第9頁 1303734 五、發明說明（6) 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下： 【實施方式】 第2圖，繪示為依照本發明一較佳實施例之液晶顯示 器的示意圖。請參照第2圖所示，液晶顯示器2 0 0主要係由 一液晶面板2 1 0及一背光模組2 2 0所構成。其中，液晶面板 2 1 0可為穿透式或半穿透半反射式液晶面板，而背光模組 2 2 0配置於液晶面板2 1 0的背面處，此背面係相對於使用者 而言，背光模組2 2 0係由導光板222、側光源2 2 4、反射罩 2 2 6、框架2 2 8、擴散片2 3 0、增光片2 3 2以及底部光源2 3 4礓| 所構成。 其中，導光板2 2 2的外形可製作成為楔形，此導光板 222具有一頂面236、一底面238及一側面240 ，其中，頂面 2 3 6係設計為出光面，底面2 3 8係設計為散射面，而側面 2 4 0係設計為一入光面。此外，可將底面2 3 8設計成階梯狀 表面（如第3圖所示）或是具有複數個凹點（圖未示），以將 側光源2 2 4所提供之光線散射。 側光源2 2 4，可為冷陰極燈管（CCFL)，係配置於導光 板2 2 2之側面2 4 0旁，且側光源2 2 4所提供之光線能夠由側 面240入射至導光板222中，並經由底面238之散射後，傳 遞至頂面2 3 6出射。從上述可知，由頂面2 3 6出射之光線係$ 為面光源的型態。 反射罩2 2 6，則配置於導光板2 2 2之側面2 4 ◦旁，並罩

10333twf.ptd 第10頁 1303734 五、發明說明（7) 住側光源2 2 4，側光源2 24所提供之光線係藉由反射罩22 6 的反射’而能集中朝向導光板2 2 2之側面2 4 0的方向照射。 擴散片230配置於導光板222之頂面236上，而增光片232教 配置於擴散片2 3 0上，藉由上述反射罩2 2 6、擴散片2 3 0及' 增光片2 3 2，以增進背光模組2 〇 〇的輝度呈現以及液晶顯禾 器的顯示能力。另外，框架2 2 8係能承載導光板2 2 2、側光 源2 24、底部光源2 34以及反射罩2 2 6，使得導光板2 2 2、側 光源2 2 4、底部光源2 3 4以及反射罩2 2 6能夠一體化。 第3圖繪示為第2圖中範圍A處之放大剖面示意圖，其 特別表示底部光源之結構。請參閱第3圖所示，在本實施 例中’底部光源2 3 4係為有機電激發光元件，此有機電激 發光元件係由透明基材2 4 2、陽極2 4 4、有機官能層2 4 6及 陰極248所構成。其中，透明基材242形成於導光板222之 底面2 3 8上，陽極2 44形成於透明基材2 42之上，有機官能 層2 4 6形成於陽極2 44之上，陰極2 48則形成於有機官能層 2 4 6之上。 此外，此有機官能層係由電洞注入層2 4 6 a、電洞傳導 層246b、有機發光層246c及電子傳導層246d所構成。其 中’電洞注入層2 4 6 a形成於陽極2 44之上，電洞傳導層 246b形成於電洞注入層246a之上，有機發光層246c形成於 電洞傳導層2 4 6 d之上，電子傳導層2 4 6 d則形成於有機發光 層246c與陰極248之間。 丨 然而，在另一實施例中，亦可將有機電激發光元件直 接形成於導光板222之底面238上。其方法是在導光板222

1303734 五、發明說明（8) 底面2 3 8上製作有機電激發光元件時，僅需形成一平坦層 (圖未示）於導光板222底面238上，以提供一平坦的表面， 之後在於此平坦層上製作有機電激發光元件所需的各膜層 即可。 請共同參閱第2圖及第3圖，藉由提供一電流以驅動底 部光源2 3 4發出光線，底部光源2 3 4所提供之光線係能夠由 導光板222之底面238入射至導光板222中，並由導光板222 之頂面2 3 6出射，此時由頂面2 3 6出射之光線係亦為面光源 的型態。當使用液晶顯示器2 0 0時，係可同時驅動側光源 2 2 4與底部光源2 3 4，藉由兩種光源的總加以提供一高亮度 的面光源，使得液晶面板2 1 0獲得足夠之亮度，並達到最 __ 佳的顯示效果。當然，在亮度之要求度不高的情況下，侧 光源2 2 4與底部光源2 3 4亦可選擇個別單獨使用，如此係可 延長背光模組2 ◦ 0的使用壽命。 綜合以上所述，本發明之背光模組及液晶顯示器至少 具有下列優點： 1 .本發明之背光模組，藉由側光源與底部光源的加成 係可提供一高亮度的面光源’以提昇背光模組整體之輝度 以及輝度可調整的範圍，使得液晶顯示器朝向高亮度、高 解析度之需求。 2.本發明之背光模組中，其側光源與底部光源係可選 擇共同使用或個別使用，進而延長背光模組的使用壽命。罐_ 3 .本發明之背光模組，其中底部光源配置於導光板之 底面上，並不會大幅增加背光模組整體的體積，使得液晶

10333twf.ptd 第 12 頁 1303734 五、發明說明（9) 顯示器仍然能夠維持具有輕薄、短小之特性。 雖然本發明已以一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，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10333twf.ptd 第13頁 1303734 圖式簡單說明 第1圖繪示為習知液晶顯示器之示意圖； 第2圖繪示為依照本發明一較佳實施例之液晶顯示器 的示意圖；以及 第3圖繪示為第2圖中範圍A處之放大剖面示意圖，其 特別表示底部光源的結構。 【圖式標示說明】 10 0 液 晶 顯 示 器 110 液 晶 面 板 120 背 光 模 組 122 導 光 板 124 側 光 源 126 反 射 罩 128 框 架 130 頂 面 132 底 面 134 側 面 200 液 晶 顯 示 器 21 0 液 晶 面 板 220 背 光 模 組 222 導 光 板 224 側 光 源 226 反 射 罩 228 框 架 230 擴 散 片

10333 twf.ptd 第14頁 1303734 圖式簡單說明 2 3 2 :增光片 2 3 4 :底部光源 2 3 6 ·•頂面 2 3 8 :底面 2 4 0 ：側面 • 2 4 2 :透明基材 2 4 4 :陽極 2 4 6 :有機官能層 2 4 6 a :電洞注入層 2 4 6 b :電洞傳導層 24 6 c :有機發光層 2 4 6 d :電子傳導層 2 4 8 :陰極

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Claims (1)

1. 六丫笮曹賴範圓 1 · 一種背光模組，至少包括： 一導光板，具有一頂面、一底面以及至少一側面； 一側光源，配置於該導光板之該側面旁，其中該側光 源所提供之光線能夠由該側面入射該導光板，並經由該底 面後傳遞至該頂面出射；以及 一底部光源，配置於該導光板之該底面上，其中該底 部光源所提供之光線能夠經由該底面入射該導光板，並由 該頂面出射。 2.如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該導 光板係為一楔形導光板。 3 .如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該導 光板之該底面係為一階梯狀表面，用以將該側光源所提供 之光線散射。 4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該導 光板之該底面具有複數個凹點，以將該側光源所提供之光 線散射。 5. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該側 光源係為一冷陰極燈管。 6. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該底 部光源係為一有機電激發光元件。 7 ·如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中該有 機電激發光元件包括： 一透明基材； 一陽極，形成於該透明基材之上；

   10333twf.ptd 第16頁 1303734 六、申請專利範圍 一有機官能層，形成於該陽極之上；以及 一陰極，形成於該有機官能層之上。 8 -如申請專利範圍第7項所述之背光模組，其中該有 機官能層包括： 一電洞注入層，形成於該陽極之上； 一電洞傳導層，形成於該電洞注入層之上； 一有機發光層，形成於該電洞傳導層之上：以及 一電子傳導層，形成於該有機發光層與該陰極之間。 9 .如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中該有 機電激發光元件包括： 一平坦層，形成於該導光板之該底面之上； 钃· 一陽極，形成於該平坦層之上； 一有機官能層，形成於該陽極之上；以及 一陰極，形成於該有機官能層之上。 1 0 .如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中該有 機官能層包括： 一電洞注入層，形成於該陽極之上； 一電洞傳導層，形成於該電洞注入層之上； 一有機發光層，形成於該電洞傳導層之上：以及 一電子傳導層，形成於該有機發光層與該陰極之間。 11.如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括一 反射罩，該反射罩配置於該導光板之該側面旁，以罩住該# 側光源。 1 2 .如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括一

   10333twf.ptd 第17頁 1303734 六、申請專利範圍 框架，用以承載該導光板、該側光源以及該底部光源。 1 3 .如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括一 擴散片，該擴散片配置於該導光體之該頂面上。 1 4.如申請專利範圍第1 3項所述之背光模組，更包括 一增光片，該增光片配置於該擴散片上。 1 5. —種液晶顯示器，包括： 一液晶面板； 一背光模組，包括： 一導光板，具有一頂面、一底面以及至少一側面； 一側光源，配置於該導光板之該側面旁，其中該側 光源所提供之光線能夠經由該側面入射該導光板，並經過Φ 該底面後傳遞至該頂面出射；以及 一底部光源，配置於該導光板之該底面上，其中訖 底部光源所提供之光線能夠經由該底面入射該導光板，並 由該頂面出射。 1 6 ,如申請專利範圍第1 5項所述之液晶顯示器，其中 該導光板係為一楔形導光板。 1 7.如申請專利範圍第1 5項所述之液晶顯示器，其中 該導光板之該底面為一階梯狀表面，用以將該侧光源所提 供之光線散射。 1 8 .如申請專利範圍第1 5項所述之液晶顯示器，其中 該導光板之該底面具有複數個凹點，用以將該側光源所提4 供之光線散射。 1 9 .如申請專利範圍第1 5項所述之液晶顯示器，其中

   10333twf,ptd 第18頁 1303734 六、申請專利範圍 該側光源係為一冷陰極燈管。 2 ◦.如申請專利範圍第1 5項所述之液晶顯示器，其中 該底部光源係為一有機電激發光元件。 2 1 .如申請專利範圍第2 0項所述之液晶顯示器，其中 該有機電激發光元件包括： 一透明基材； 一陽極，形成該透明基材之上； 一有機官能層，形成於該陽極之上；以及 一陰極，形成於該有機官能層之上。 2 2 .如申請專利範圍第2 1項所述之液晶顯示器，其中 該有機官能層包括： 一電洞注入層，形成於該陽極之上； 一電洞傳導層，形成於該電洞注入層之上； 一有機發光層，形成於該電洞傳導層之上：以及 一電子傳導層，形成於該有機發光層與該陰極層之 間。 2 3 .如申請專利範圍第2 0項所述之液晶顯示器，其中 該有機電激發光元件包括： 一平坦層，形成於該導光板之該底面之上； 一陽極，形成該平坦層之上； 一有機官能層，形成於該陽極之上；以及 一陰極，形成於該有機官能層之上。 2 4 .如申請專利範圍第2 3項所述之液晶顯示器，其中 該有機官能層包括：

   10333twf,ptd 第19頁 1303734 六、申請專利範圍 一電洞注入層，形成於該陽極之上； 一電洞傳導層，形成於該電洞注入層之上； 一有機發光層，形成於該電洞傳導層之上：以及 一電子傳導層，形成於該有機發光層與該陰極之間。 2 5 .如申請專利範圍第1 5項所述之液晶顯示器，更包 括一反射罩，該反射罩配置於該導光板之該側面旁，以罩 住該側光源。 2 6 .如申請專利範圍第1 5項所述之液晶顯示器，更包 括一框架，用以承載該導光板、該側光源以及該底部光 源。 2 7 .如申請專利範圍第1 5項所述之液晶顯示器，更包 括一擴散片，該擴散片配置於該導光體之該頂面上。 2 8 .如申請專利範圍第2 7項所述之液晶顯示器，更包 括一增光片，該增光片配置於該擴散片上。 2 9 .如申請專利範圍第1 5項所述之液晶顯示器，其中 該液晶面板係為穿透式液晶面板或半穿透半反射式液晶面 板0

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