TWI308649B - Backlight apparatus reduced in thickness - Google Patents

Description

1308649 九、發明說明： 相關申請案： 本申請案係基於2_年1()月2()日提出中請的韓國專 利申請案2004-84122，且聲明擁有該專利申請案之優先 權，本申請案特此引用該專利申請案之全文以供參照。 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種用於液晶顯示器（Liquid Crystal # Display ;簡稱LCD)之背光裝置，更具體而言，該背光裝 置具有配置在透明板的-侧上之光源，且通常係將該背光 裝置用於典型的直接照明背光裝置，以便避免形成在先前 技術中產生問題的黑暗區域’因而增強了光的整體均勻 度’因而即使在將背光裝置應用於大尺寸的LCD時，也可 將背光裝置設計得較薄。 【先前技術】 使匕用發光二極體（LightEmittingDi〇de;簡稱led)的 • LCD θ光裝置經由直接照明或側向式發光照明而照射 咖面板。在側向式發光照明中，來自光源的光沿著橫向 射’然後經由反射板或散射圖案而向上改向，以便 '、、Λ LCD面板。相反地，在直接照明中，係將光源安裝 在LCD面板之下方，而使自該等光源橫向發射的光向上投 射在該LCD面板上。 立第1圖是一個傳統的侧向式發光背光裝置之橫斷面示 思、圖。如第 1 區I % - . 图所不’该側向式發光背光裝置包含上面形 成有散射圖案（]4) ρ ΤΓ/ 1 )的/專片形反射板（12)、設置於該反射板 92760 5 1308649 (12)上的光導板（1 6)、以及設置於光導板（16)的兩側方的條 形LED光源（18)及（20)。 LED光源（18)及（20)將光L橫向發射到光導板（16)。然 後，光L經由光導板（1 6)而傳播，且當光L碰撞到散射圖 案（14)時，光L向上散射，因而背光照射到在光導板（16) 之上的LCD面板（22)。 前文所述的侧向式發光背光裝置（1〇)有利地具有薄且 簡單的結構。此種背光裝置的另一優點是：可經由對在反 射板（12)的上面或在光導板（16)的下面中形成的散射圖案 (14)之設計，而均勻地調整方向指向上方的光之強度。然 而，此種結構並不適用於大尺寸的LCD，這是因為來自 LED光源（18)及（20)的光只能傳送到有限的距離。 弟2圖是傳統的直接照明背光裝置之橫斷面示意圖。 直接照明背光裝置⑽包含—個薄片形反射板⑽、設置於 反射板（32)的複數個條形LED光源（34)、分別設置於該等 LED光源（34)上的若干遮光片（36)、設置於該等遮光片（36) 之上有預定間P宗G1的透明板(38)、以及設置於該透明板 (38)之上有預定間隙g2的擴散板（4〇)。 、，LED光源（34)大致沿著水平方向發射光L，且被發射 的光L自反射板(32)反射’且通過透明板⑽。然後，擴 政板(40)在將光L擴散到所需的均勻纟，以便背光照射設 置方、擴政板(40)之上的LCD面板(42)。此種結構的背光裝 置(3 〇)之優點在於該結構可有效地背光照射一大尺寸的 LCD，這是因為該等複數個條形哪光源㈣係設置於 92760 6 1308649 LCD面板（42)之下方。 h而’此種結構的背光裝置（30)不利地增加了厚度， 這是因為在LED光源（34)與透明板⑽之間f要㈣間隙 且在透月板（38)與擴散板（4〇)之間也需要有該間隙⑺。

更评細而言’當光L自LED光源（34)產生時，光L纽 由該等遮光片(36)間之第—區域A1& A2而向上反射，； 而遮光片（36)所掩蔽的第二區域m、B2、及B3形成黑暗 區域及所形成的亮線。丨了去掉該等黑暗區域及該等袁 :泉，該間隙G2必須至少有一預定的尺寸，以便確保透 板（38)與擴散板（4G)之間有―足夠的距離，使來自透明& (38)且經由該等第—戸七 &或A1及A2而向上發射的光束在途 入擴散板（40)之前可混合在一起。 —如前文所述’因為必須將該等間隙G1及G2保持在預 定的或更大的尺寸，以便使光均句地自反射板（32)導向 CD面板（42)，所以直接照明背光裝置（3〇)實質上會有严 度增加的問題。 + 【發明内容】 2疋，本發明乃提出解決前文所述的先前技術之問題 3案’因而本發明之—目的在於提供-種適用於具有配 、在通常被用於典型的直接照明背光裝置的透明板的側方 =源的LXDm裝置’以避免形成在先前技術中造成 。碭::黑暗區域，因而增強了光的整體均句度，因而即使 在將月光裝置應用於大尺寸的LCD時，也可將背光裝置設 計得較薄。 92760 7 1308649 “。根據用來貫現該目的的本發明之一局面為提供一種用 來::射LCD面板而配置在該lcd面板之下的背光裝置， 〆月光袭置包含：反射板；設有複數個分別設有若干LED 2仏形第光源，且該等條形第一光源係配置在該反射板 上：ϋ沿著橫向方向而發射該等LED所產生的光；配置 广第光源之上的複數個遮光片；設置於該等遮光片 、透月板，形成在该透明板的底部的對應於該等遮光 位置上之若干散射圖案；以及設有若干LED的一條形 弗一光源，該條形第二光源係配置在該透明板的一侧方， 以便將光發射到該透明板。 取好疋可將該等遮光片連接到該等第-光源的頂部， 且該透7板與該等光源之間最好是間隔一預定間隙。 在替代實施例中’可將該等遮光片連接職透明板的 且^透明板與該等第—光源之間可間隔—預定間隙。 θ 。亥寺第-光源、該等遮光片、及該透明板等組件最好 疋可按照其順序而堆疊在次一組件的頂部。 根據用來實現該目的的本發明之另—局面乃提供一種 :來：：LCD面板而配置在該LCD面板之下的背光裝 :光裝置包含：—反射板；具有複數個分別設有若 以二極體(LED)的條形第一光源，該等條形第一光源 本配置在該反射板上’以便沿著橫向方向而發射該等LED =產生的光；分別連接到等第―光源㈣部之複數個遮光 设置於該等遮^之上的透明板；形成於該透明板的 底相對應於該等遮光^位置上之若干散射圖案；以及 92760 8 1308649 二的條形第二光源，該條形第二光源係配置在 忒透明板的一側，以便將光發射到該透明板。 _用來實現該目的的本發明之又—局面，乃提供一 Ϊ 置在該LCD面板之下的背光裝 反射板，·具有複數個分別設有若干 :置：:::『)的條形第-光源，該等條形第-光源係 二：反：板上，以便沿著橫向方向而發射該等 2的光；被置於該等光源之上的一透明板’ ·在該透明板 7底。P的對應於該等光源之位置上形成之若干散射圖宰； 为別被連接到該等散射圖案的下面之複數 設有若干LED的一條渺筮—本'β 口_ 兀乃，以及 w ^ ^ , 0, 先源，且該條形第二光源係配 在5亥透：板的-側’以便將光發射到該透明板。 ，透：=:述的背光裝置最好是可進-步包含設置於 该透明板之上的擴散板。 數個=第—及第二光源最好是可包含配置成列的複 該等散射圖案最好是可包含自由墨點、細微粗綠結 構、及監伯遜式圖幸G 一 、、α木Ua卿email paUern)而成的組群中 出的一散射圖案。 該反射板最好是可包含一藍伯遜式表面（Lambertian surface)。 【實施方式】 現在將參照各附圖而詳細說明本發明的較佳實施例。 首先將參’日'?'第3至第5圖而說明根據本發明的第一實 92760 9 1308649 .施例之背光裝置，其中第3圖是根據本發明的第一實施例 . 的月光I置之组件分解圖，第4圖是根據本發明的該第一 貫施例的该背光裝置之橫斷面示意圖，而第5圖是用來解 說根據本發明的該第一實施例的該背光裝置的作業之横斷 面示意圖。 根據本發明的第一實施例的背光裝置（1〇〇)係用於大 尺寸的LCD ’且設置於LCD面板（116)之下，以便背光照 鲁射該LCD面板（116)。 月光裝置（100)包含設置於基板或電路板（圖中未示出） 上的溥片开> 反射板（102)、設置於反射板（102)上的複數個條 形第一 LED光源（1 〇4)、分別設置於該等第一 LED光源（1 〇4) 上的複數個遮光片（106)、設置於該等遮光片（1〇6)之上的透 明板（108)、在透明板（1〇8)的底部的對應於該等遮光片（1〇6) 之位置上形成之若干散射圖案（11〇)、以及用來將光發射到 透明板（10 8)而設置於透明板（1 〇 8)的各侧之若干條形第二 • LED 光源（112)。 反射板（1 02)通常係設置於該基板上，且反射板（1 〇2) 的形狀為薄膜或薄片。反射板（1〇2)最好是具有藍伯遜式表 面。 該等第一 LED光源（104)分別包含配置成列的複數個 led ’且该等第一 led光源（1 〇4)係設置成沿著橫向方向發 射該等LED所產生的光。因此，該等第一 LED光源（1 04) 最好是採用設計成橫向導引來自該等led的光之若干 LED透鏡。雖然在該實施例中示出三個第一 led光源 92760 10 1308649

或更多個等的各種數 目之方式提供該等第一 LED光源（1〇4)。 弟一LED光源（ι〇4)的頂 光源（1 0 4)向上傳播的光。 3·件，且最好是由高反射係 該等遮光片（106)係附裝於第一 部’以便反射自該等第一 LED光源 s亥等遮光片（106)分別是薄片形構件，且 數的材料製成該等遮光片（106)。一般而言，係由高反射係 數的材料製成該等遮光片（106)。. 透明板（108)包含由厚度均勻的諸如透明壓克力或聚 甲基丙烯酸曱脂（PMMA)等的材料製成之平坦構件，且= 月板（108)與5亥專遮光片（1 〇6)間隔了一預定間隙。在替代實 轭例中，係將透明板（108)堆疊在該等第一 LED光源〇〇4) 上，而該等遮光片（106)係被插入該等透明板（1〇8)與該等 LED光源（1〇4)之間。 在透明板（108)的底部的對應於該等遮光片〇〇6)之位 置上形成該等散射圖案（11〇)。散射圖案（11〇)最好是包含可 將在透明板（1 〇8)内傳播的光向上反射的墨點或細微粗糙 、'’。構。在替代貫施例中，並不形成散射圖案（丨丨〇)，而是可 在透明板（108)的底部的對應於該等散射圖案（11〇)之位置 形成若干藍伯遜式圖案。 於此同時，雖然為了方便而在圖中示出反射板（1〇2) 與透明板（108)間之空間是開放的，但是通常設有高反射係 數的侧壁，以便使光不會自該空間橫向地洩漏。 遠等第二LED光源（i12)各分別包含配置成列的複數 個led，且通常係將該等第二LED光源（Π2)置於透明板 ]] 92760 1308649 (108)的兩侧，以便將光發射到透明板（1〇8)。當然，亦可將 單一的第二LED光源（112)配置在透明板（1〇8)的—較長 側。 在與透明板（108)上隔著預定間隙G進—步設置薄擴 散板（114)。通常係以具有優秀擴散率的一薄膜或薄片製成 擴散板（114)，以便實現光的均勻之空間散佈，因而將 面板（116)的整體明亮度保持均勻，並將傳輸耗損減至最 小。 在此種情形中，自反射板（1〇2)反射的光束L3及U 使光束L1與L2之間對應於傳統直接照明背光裝置的第二 區域B 1、B2、B3的黑暗區域之特定區域明亮，以便明顯 地增強自透明板（108)發射的光之整體均句性。於是此種'方 式可使透明板（1〇8)與擴散板（114)間之間隙明顯地小於第 2圖所示的先前技術之間隙G2。 以下參照第5圖而說明根據本發明的該第一實施例的 籲背光裝置（100)之作業。 如第5圖所示’當其中一個第一 LED光源(1〇4)橫向 地發射光束U及L2時，光束L1在自反射板（1〇2)直接反 射之後進入反射板（1〇2)之上的透明板（1〇8)，然後通過透明 板（108) ’並到達擴散板（1】4)。自透明板（1〇8)的下面反射 的光束L2仍然自反射板〇02)向上反射，並經由透明板（1〇8) 而到達擴散板（114)。該程序類似於典型的直接照明背光裝 置之程序。 在此同時，當第二LED光源（ι12)將光束L3及L4發 92760 12 1308649 射到透明板（108)時’光束L3及u 本工„ 以自透明板（1〇8)的上 表面及下表面反射之方式傳播通過透明板⑽)。 L3、及L4人射到散射圖案（11_，該等光束向上反:，然 後進入擴散板（114)。 #如前文所述，係在對應於傳統的直接照明背光裝置的 =區域m至B3的黑暗區域之預定位置中形成散射圖案 :乂便補償第二區域BUB3的較弱之明亮度，因而 增強自透明板（108)向上發射的光之均勻性。因此，、、3人自 透明板㈤哪的光所需之間隙G比第2圖所示的二直 接照明背光裝置所需之該間隙大幅減小。此種方式也造成 減小背光裝置（100)的整體厚度之效果。 接著參照第6及第7圖而說明根據本發明的第二實施 例之背光裝置’其中第6圖是根據本發明的第二實施例的 背光裝置之横斷面示意圖’而第7圖是用來解說根據本發 明的該第二實施例的該背光裝置的作業—之橫斷面示意 圖。 根據本發明的該第二實施例的背光裝置（2〇〇)係用於 大尺寸的LCD ,且被置於LCD面板（216)之下，以便背光 照射該LCD面板（216)。 背光裝置（200)包含被置於基板或電路板（圖中未示出） 上的薄片形反射板（202)、設置於反射板（2〇2)上的複數個條 形第一 LED光源（204)、設置於第一 LED光源（2〇4)之上且 與遠第一 LED光源（204)有一預定間隙之透明板（2〇8)、形 成在透明板（208)的底部的對應於該等第一 led光源（204) 92760 1308649 之位置之若干散射圖案（21 0)、分別附裝於透明板（2〇8)的下 面之複數個遮光片（206)、以及用來將光發射到透明板（208) 而設置於透明板（208)的各側之若干條形第二LED光源 (212)。 - 反射板（202)通常係設置於該基板上，而反射板（2〇2) 的形狀為薄膜或薄片。反射板（202)最好是具有一藍伯遜式 表面。 . φ 該等第一 LED光源（204)分別包含配置成列的複數個 LED，且該等第一 LED光源（2〇4)係設置成沿著橫向方向發 射該等LED所產生的光。因此，該等第一 LED光源（2〇4) 最好是採用設計成橫向導引來自該等LED的光之若干 led透鏡。雖然在該實施例中示出三個第一 led光源 (204)，但是也可以諸如2個、4個、或更多個等的各種數 目之方式提供該等第一 LED光源（204)。 该等遮光片（206)係附裝於透明板（2〇8)的下面的對應 #方…玄專第一 LED光源（204)之位置，以便反射自該等第一 LED光源（204)向上傳播的光。該等遮光片（1〇6)分別是薄 片形構件，且最好是由高反射係數的材料製成該等遮光片 (206)。一般而言，係由高反射係數的材料製成該等遮光片 (206)。此外，因為係將該等遮光片（2〇6)與該等第—led 光源（204)間隔開，所以該等遮光片（2〇6)最好是有比該等第 一 LED光源（2〇4)的上表面積大之表面積。 处明板（208)包含由厚度均勻的諸如透明壓克力（丙烯 酸）或聚曱基丙烤酸曱脂（PMMA)等的材料製成之平坦構 92760 14 1308649 . 件’且透明板（208)與該等遮光片（206)間隔了 一預定間隙。 在替代實施例中，係將透明板（208)堆疊在該等第一 LED 光源（204)上’而該等遮光片（2〇6)係被插入該等透明板（208) 與s亥荨LED光源（204)之間。 在透明板（208)的底部的對應於該等第一 LED光源 (204)之位置形成該等散射圖案（21〇)。散射圖案（21〇)最好 是包含將在透明板（208)内傳播的光向上反射的墨點或細 籲微粗糙結構。在替代實施例中，並不形成散射圖案（2丨〇)， 而是可在透明板（208)的底部的對應於該等散射圖案（2 j 〇) 之位置形成若干藍伯遜式圖案。 於此同時，雖然為了方便而在圖中示出反射板（2〇2) 與透明板（208)間之空間是開放的，但是通常設有高反射係 數的側壁’以便使光不會自該空間橫向地洩漏。 該等第二LED光源（212)分別包含配置成列的複數個 LED，且通常係將該等第二LED光源（212)設置於透明板 # (208)的兩侧，以便將光發射到透明板（2〇8)内。當然，亦可 將單一的第二LED光源（212)配置在透明板（2〇8)的一較長 側。 在與透明板（208)上隔著預定間隙g進一步設置薄擴 散板（214)。通常係以具有優秀擴散率的薄膜或薄片製成擴

散板（214) ’以便實現光的均勻之空間散佈，因而將[CD 面板（21 6)的整體明免度保持均句，並將傳輸耗損減至最 小0 在此種情形中，自反射板（202)反射的光束L3及L4 92760 ]5 1308649 使光束L1與L2之間對應於傳統直接照明背光裝置的第二 區域B 1、B2、B3的黑暗區域之特定區域明亮，以便明顯 地增強自透明板（208)發射的光之整體均勻性。於是此種方 式可使透明板（208)與擴散板（214)間之間隙明顯地小於第 2圖所示的先前技術之間隙G2。 以下參照第7圖而說明根據本發明的該第二實施例的 背光裝置（200)之作業。 如第7圖所示，當其中一個第一 LED光源（2〇4)橫向 地發射光束L1及L2時，光束L1在自反射板（2〇2)直接反 射之後進入反射板（202)之上的透明板（2〇8)，然後通過透明 板（208) ’並到達擴散板（214)。自透明板（2〇8)的下面反射 的光束L2仍然自反射板（202)向上反射，並經由透明板（2〇8) 而到達擴散板（214)。該程序類似於典型的直接照明背光裝 置之程序。 、 在此同時’當第二LED光源（212)將光束L3及L4發 射到透明板（208)時，光束L3及L4以自透明板（2〇8)的I 表面及下表面反射之方式傳播通過透明板（2〇8)。當光束 L3及L4入射到散射圖案（210)時，該等光束向上反^，缺 後進入擴散板（214)。 … 在此種情形中，如前文所述，係在對應於傳統的 照明背光裝置的第二區域BUB3的黑暗區域之預定位置 形成散射圖案⑽)，以便補償第二區域扪至幻的較弱之 明亮度’ ®而增強自透明板(2〇8)向上發射的光之均句性 因此，混合自透明板（208)發射的光所需之間g比伙2 92760 16 1308649 圖所示的傳統直接照明背光裝置所需之該間隙大幅減小 此種方j也造成減小背光農置⑽)的整體厚度之效果。 业/前文所述，本發明的背光裝置具有配置在通常用於 =的直接照明背光裝置的透明板的—側之若干光源，以 彻成在先前技術中產生慢性問題的黑暗區域，因而增 強了光的整體均勻性。在此綠古4 ~ΤΓ 在此種方式下，縱使將該背光裝置 U於-大尺寸的LCD，也可將該背光裝置保持得較薄。 雖然已夢照較佳實施例而示出並說明了本發明，但是 在不脫離最後的巾請專利範圍所界定的本發明之精神及範 圍下’熟習此項技術者易於作出各種修改及變化。 【圖式簡單說明】 -地文中之詳細說明，並配合各附圖，將可更清 :地谢發明的上述這些及其他的目的、特徵、及且他 優點，這些附圖有： 弟1圖是傳統的側向式發光背光裝置之橫斷面示意 圖， =:圖：傳統的直接照明背光裝置之橫斷面示意圖； 第圖疋根據本發明的第一實施例的背光裝置之组件 分解圖； 4 K、、且1干 第_圖疋根據本發明的該第-實施例的該背光裝置之 核斷面示意圖； :5圖是用來解說根據本發明的該第一實施例的該背 先苁^的作業之橫斷面示意圖； 乐6圖疋根據本發明的第二實施例的一背光裝置之橫 17 1308649 斷面示意圖；以及 第7圖是用來解說根據本發明的該第二實施例的該背 光裝置的作業之橫斷面示意圖。 【主要元件符號說明】 10 侧向式發光背光裝置 12,32,102,202 反射板 14,110,210 散射圖案 16 光導板 18,20,34 LED光源 22,42,116,216 LCD 面板 30 直接照明背光裝置 36,106,206 遮光片 38,108,208 透明板 40,114,214 擴散板 100,200 背光裝置 104,204 第一 LED光源 112,212 第二LED光源 1 只

Claims (1)

1308649 十、申5青專利範圍： 1. 晶顯示器（LCD)面板而配 置，包含： 一種背光聚置，係用來照射液 置在該LCD面板之下的背光裝 反射板； 丄複數個分職有若干發光二極體（LED)的條形第-光源，該等條形第—弁 # # 九源係配置在該反射板上，以便沿 者杈向方向而發射該等LED所產生的光； 配置在該等第—光源之上的複數個遮光片； δ又置於該等遮光片之上的透明板； /成在4透明板的底部的對應於該等遮光片之位 置之若干散射圖案；以及 /有若干LED的-條形第二光源，該條形第二光 源係配置在該透明板的—側，以便將光發射到該透明板 内。 2. 如=請專利範圍第！項之背光裝置，其中該等遮光片係 籲附裝於該等第—光源的頂部，且該透明板與該等光源間 隔了一個預定間隙。 3. 如^請專利範圍第！項之裝置，其中該等遮光片係 附裝於該透明板的底部，而該透明板與該等第一光源間 隔了一個預定間隙。 4·如申請專利範圍» 1項之背光裝置，其中該等第一光 ，、該等遮光片、及該透明板等組件係按照其順序而堆 豐在另一組件的頂部。 5·如申請專利範圍第1項之背光裝置，進一步包含設置於 92760 】9 1308649 該透明板之上的擴散板。 6·如申請專利範圍第1項之背光裝置，其中每一該等第一 及第一光源包含配置成列的複數個LED。 7·::請專利範圍帛1項之背光裝置，其中該等散射圖案 包含自由墨點、細微粗糙結構、及藍伯遜式圖案而成之 經群選出的—散射圖案。 8,如申請專利範圍第1項之背光裝置，其中該反射板包含 藍伯遜式表面。 種月光裝置，係用來照射液晶顯示器（LCD)面板而配 置在該LCD面板之下的背光裝置，包含： 反射板； 、…複數個分別設有若干發光二極體（LED)的條形第一 該等條形第一光源係配置在該反射板上，以便沿 者橫向方向而發射該等LED所產生的光； 分別附裝於該等第一光源的頂部之複數個遮光片； 口又置於§亥等遮光片之上的透明板； 形成在該透明板的底部的對應於該等遮光片之位 置之若干散射圖案；以及 /又有右干LED的條形第二光源，該條形第二光源 係配置在該透明板的一側，以便將光發射到該透明板 内。 進一步包含設置於 1 0.如申請專利範圍第9項之背光裝置 該透明板之上的擴散板。 "•如申請專利範圍第9項之背光裝置，其中每一該等第_ 92760 20 1308649 及第—也、 —光源包含配置成列的複數個led。 包:。月專利範圍第9項之背光裂置，其中該等散射圖案 由墨點、細微粗糙結構、及藍伯遜式圖荦而成之 组群選出的散射圖案。 13.:::凊專利範圍第9項之背光裝置，其中該反射板包含 監伯遜式表面。 14二種背光裝置’係用來照射—液晶顯示器（咖）面板而 孑I置在5玄LCD面板之下的背光裝置，包含： 反射板； 一複數個分別設有若干發光二極體（led)的條形第一 2源’該等條形第一光源係配置在該反射板上，以便沿 著橫向方向而發射該等LED所產生的光； 設置於該等光源之上的透明板； 形成在該透明板的底部的對應於該等第一光源之 位置之若干散射圖案； 刀別附裝於該等散射圖案的下面之複數個遮光 片；以及 ^設有若干led的條形第二光源，該條形第二光源 係配置在該透明板的一側，以便將光發射到該透明板 内。 15.如申請專利範圍第14項之背光裝置，進一步包含設置 於該透明板之上的擴散板。 1 6_如申請專利範圍第14項之背光裝置，其中每一該等第 一及第一光源包含配置成列的複數個。 92760 1308649 17.如申請專利範圍第14項之背光裝置，其中該等散射圖 案包含自由墨點、細微粗糙結構、及藍伯遜式圖案而成 之組群選出的散射圖案。 1 8.如申請專利範圍第14項之背光裝置，其中該反射板包 含藍伯遜式表面。

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