TWI317448B - - Google Patents

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1317448 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係一種背光裝置及用有該背光裝置之透過型液晶 顯示裝置，該背光裝置將自多個發光二極體發光之顯示光 供給至例如透過型液晶顯示裝置（LCD : Liquid Crystal Display)等透過型顯示面板。

本發明係以2004年8月1 8曰於日本申請之曰本專利申請 號2004-238786為基礎且主張優先權者，該申請在本申請 案中引作參考。 【先前技術】 與陰極線管（CRT : Cathode-Ray Tube)相比，液晶顯示裝 置因可實現大顯示畫面化、輕量化、薄型化、低耗電化 等’故而與例如自發光型PDP(Plasma Display Panel，電襞 顯示面板）等同時應用於電視接收器或各種顯示用顯示裝 置。液晶顯示裝置將液晶封入於各種尺寸的2塊透明基板 之間，藉由於透明電極之間施加電壓而改變液晶分子之方 向並改變光透過率，從而光學性顯示特定之像素等。 液晶顯示裝置因液晶自身非發光體，故而於例如液晶面 板=背部面設有作為光源之背光單元^ f光單元包含例如 人光源導光板、反射膜、透鏡片或擴散板等，對液晶 面板之全部表面供給顯示光。背光單元中，先前應用將水 銀或氙氣封入螢光管内之冷陰極螢光燈(cclf :⑽ FWeseent Lamp)作為—次光源，必須解決冷陰 '螢光燈之發光亮度較低、*命較短、或於陰極側存在低 1317448 亮度區域而導致之均齊度等較差等問題。 然而’於大型液晶顯示裝置中’一般於擴散板之背面設 有區域發光構型之背光（Area Litconfiguration Backlight)裝 置’其配置複數根較長的冷陰極螢光燈且將顯示光供給至 液晶面板。該區域發光構型之背光裝置中，必須解決由上 述冷陰極螢光燈引起之問題，尤其於適用於如超過英对 之大型電視接收器之情形時，高亮度化或高均齊度化之問 題變得尤為顯著。 另一方面，於區域發光構型之背光裝置中，代替上述冷 陰極螢光燈，而將於擴散膜背面侧之多個光3原色紅色、 綠色及藍色的發光二極體（以下稱為LED(Light Emitting Diode)。）以2次元排列從而獲得白色光，該[ED區域發光 構型之背光受到關注。該區域發光構型之背光裝置中，伴 隨LED之低成本化可實現成本降低，同時能夠以低耗電力 而於大型液晶面板中實行高亮度之顯示。 各種背光裝置中，於光源單元與透過型液晶面板之間， 自光源發光之顯示光之功能轉換，並且配置有均勻化之光 學功能薄片區塊或擴散導光板及光擴散板或反射薄片等各 種光學部件。應用於背光裝置中之光擴散板，一般係藉由 透明的丙烯樹脂等而形成，於與光源對向之位置，形成包 含可使一部分入射之顯示光透過且使一部分反射之功能的 凋光圖案。作為光擴散板，日本專利特開平號公 報中有所揭示。該公報中所揭示之光擴散板，於與螢光管 對向之區域，设置有藉由多個反射點而構成之帶狀調光圖 1317448 案。該光擴散板形成為，隨反射點遠離螢光管之軸線而面 積逐漸變小，藉此，隨螢光管之遠離而光透過率變高，從 而包含整體可放出均勻化之照明光的功能。 然而，於LED背光裝置中，於透過型液晶面板、與陣列 排列有安裝有多個LED之光源區塊而成之光源單元之間配 置光擴散板，於光擴散板上以分別對向於各LED之方式形 成多個調光圖案。各調光圖案藉由控制自相對之led發光 _ 之顯示光的透過以及反射動作，而自光擴散板之整個表面 以均勻的光量將顯示光供給至液晶面板，以此方式實現高 亮度化或高均齊度化》 然而’於LED背光裝置中，藉由自多個LED產生之大容 量的熱作用於以丙烯樹脂等而形成之光擴散板，存在於該 光擴散板產生較大之尺寸變化且於相對之led及調光圖案 產生位置偏移的問題。又，於LED背光裝置中，由於液晶 面板或光源單元或光擴散板之尺寸精度或組裝精度甚至調 φ 光圖案之印刷精度等不均，存在相對之LED與調光圖案產 生位置偏移的問題。 於LED背光裝置中’因上述各種要因故而極難精密地對 LED與調光圖案進行定位。於led背光裝置中，因必須以 南精度製作構成部件並且進行精密的組裝，故而降低成本 有困難。於LED背光裝置中，伴隨液晶顯示裝置之大型化 或兩亮度化’ LED與調光圖案之位置偏移亦變得更大，故 而於液晶面板上產生色不均或燈管圖像等問題變得顯著。 又，於LED背光裝置中，光源單元係藉由將安裝有多個 1317448 led之複數個光源區塊 塊互相以特定之間距隔開而排列從而 構成區域發光構型，故而會 w座玍以下現象.自各LED向外 周方向放射之顯示光於各光泝 分尤雄122塊之行間自兩側集中且產 生亮度較大之部位。因此，led背光裝置中存在以下問 題’於對向於光擴散板之各光源區塊之各行間的區域產生 橫向條紋狀態之高亮度區域， 埤聆液晶面板上產生橫向條紋 之色不均。 • 於咖背光裝置中針對上述問題，例如雖於光擴散板上 以較大之面積形成調光圖案、並且以乳白色之合成樹脂形 成，但因使顯示光遮光且光透過率大幅下降，故而液晶面 板之亮度有所降低。於LED背光裝置中，於例如藉由使用 更多的LED而實現高亮度化之情形時，不僅成本將增加、 耗電將變多而且對應於較大之發熱之處理變得極其困難。 【發明内容】 本發明之目的在於，為解決上述之先前提案或所考慮之 • 技術的問題點，進而提供一種背光裝置及透過型液晶顯示 裝置，其可實現設有多個發光二極體之透過型液晶面板之 高亮度化，並且可防止色不均或橫向條紋之產生。 本發明中適用之背光裝置中，配置於透過型液晶面板與 光源單元之間，該光源單元係以特定之間距排列安裝有多 個發光一極體之複數個光源區塊而成，並且該背光裝置包 含光擴散板，其使一部分自各發光二極體發光之顯示光透 過並且使一部分反射’從而可自整個面以均勻化之狀態供 給至透過型顯示面板。光擴散板藉由包含光透過性之樹脂 1317448 材剩· 1¾ # «Α·、 々成’於與對向於光源區塊之面的各發光二極體對 向之各區诚由 甲’形成印刷光反射性油墨後而形成之用以反 =顯不光之調光圖案。形成於光擴散板之各調光圖案形成 :♦ 3狀包含發光一極體之外形之大小，而將相對於各 光源區塊之長度方向的橫寬而直交之方向上的縱寬作為長

本發明中所適用之背光裝置中，自光源區塊之各發光二 極體發光之顯示光介以光擴散板供給至顯示面板，藉此， 該顯不面板可實現高亮度之顯示。即，光擴散板係以與各 一極體相對而形成之調光圖案反射顯示光，而可減少 部分高亮度區域之產生’顯示光能_自光擴散板之整個 面以均勻化之狀態供給至顯示面板。 適用於本發明之背光裝置，即使於以組裝狀態下相對向 之發光二極體與調光㈣中產生若干位置偏移，與發光二 極體相比，更可維持大型調光圖案之透過、反射功能，且 可將顯示光自光擴散板之整個表面以均句化之狀態供給至 顯不面板。而且’已形成縱長形狀之各調光圖帛，對於自 各發光二極體發光之顯示光，抑制光源區塊之各行間方向 上之顯示光的光透過率。又，透過型顯示面板可實現防止 色不均、燈管圖像或者橫向條紋之產生的高精度顯示。 又，本發明中使用之透過型液晶顯示裝置包含：液晶面 板 '光源單元、光學功能薄片層疊體、擴散導光板、光擴 散板以及反射薄片。光源單元以相互料的間距排列安裝 有多個發光二極體之複數個光源區塊而成，並自背面側將 1317448 自各發光二極體發光之顯示光供給至液晶面板。光學功能 薄片層疊體藉由各功能光學薄片而光學性地適當改變顯示 光功能後供給至液晶面板。擴散導光板，將自一面入射之 顯示光於内部擴散，且將自其他面射出並供給至光學功能 薄片層疊體。光擴散板與擴散導光板以特定的對向間隔而 配置’使顯示光之一部分透過並且使一部分反射，自整個 表面以均勻化之狀態供給至擴散導光板。光擴散板藉由包 含光透過性之樹脂材料而形成，於與對向於光源區塊之面 的各發光二極體對向之各區域印刷光反射性油墨後而形 成’並且形成使顯示光反射之調光圖案。光擴散板中各調 光圖案形成以下形狀，包含發光二極體之外形之大小，而 將相對於各光源區塊長度方向的橫寬而直交之方向上的縱 寬作為長軸。反射薄片與光擴散板隔開特定的間距而對向 配置於光源單元之背面側，使自各發光二極體向外周方向 射出之顯示光及以光擴散板所反射之顯示光反射至光擴散 板側。 本發明使用之透過型液晶顯示裝置中，自光源區塊之各 發光二極體發光之顯示光介以光擴散板而供給至液晶面 板，藉此，可於該液晶面板實現高亮度之顯示。 適用於本發明之背光裝置以及使用有該背光裝置之透過 :液晶顯示裝置由將多個發光二極體作為光源而實現 高亮度之顯示，即使對於因各發光二極體產生之熱影響而 構㈣件的尺寸變化或構成部件的尺寸精度或組裝 精度甚至調光圖案之印刷精度等不均，亦可使各調光圖案 1317448 、且對於光擴散 可實現顯示面 及與其相對之各發光二極體保持對向狀態 板可減低部分的高亮度區域之產生，因此 板之高亮度化並且減低色不均之產生。 之光擴散板上 示面板產生橫 又，本發明中，因可減少各光源區塊行間 之部分高堯度區域之產生，故而可防止於顯 向條紋。 本發明之進而其他目的、以及藉由本發明而取得之具體

優點’可通過以下參照圖示說明之實施形態而進一步明 確0 【實施方式】 以下參照圖示對適用有本發明之透過型&晶彩色液晶顯 示裝置（以下簡稱為液晶顯示裝置）之一個實施形態說明。 本發明之液晶顯示裝置1，例如應用於包含4〇英吋以上 之大型顯示畫面之電視接收器或顯示監視器等顯示面板 中，如圖1及圖2所示，包含液晶面板單元2與安裝於該液 φ 晶面板單元2背面側並供給顯示光之背光單元3。液晶面板 單元2包含：框狀之前面框架部件4，液晶面板5，以及框 狀之背面部件6 ’該背面部件6介以且夾有間隔片2a、2b導 向部件2 c等而將該液晶面板5之外周邊緣部維持於其與前 面框架部件4之間。 關於液晶面板5，省略其詳細說明，藉由間隔粒等保持 對向間隔，並例如於形成有透明分節電極之第丨玻璃基板 與同樣地形成有透明的共用電極之第2玻璃基板之間封入 液晶，於形成於各玻璃基板之電極間施加電壓，從而改變 -12· 1317448 . 液晶分子之方向，故而使光透過率產生變化。該液晶面板 - 5中，於第1玻璃基板之内面形成有條狀之透明電極、絕緣 膜以及配向膜。液晶面板5中，於第2玻璃基板之内面形成 有3原色之彩色濾光器、外罩層、條狀之透明電極及配向 膜。液晶面板5中，於第1玻璃基板與第2玻璃基板之表面 接合有偏向膜及相位差膜。 液晶面板5，包含聚醯亞胺之配向膜將液晶分子以水平 方向排列於界面’且偏向膜及相位差膜使顯示光之波長特 鲁 性無彩色化、白色化且可實現彩色濾波器引起之全彩化並 可彩色顯示接收圖像等。 再者’在此所使用之液晶面板5並非僅限於上述結構， 而可使用先前所提供之各種結構。 背光單元3包含.光源單元7，其配置於上述液晶面板單 元2背面側且用以供給顯示光；散熱單元8，其將該光源單 元7内產生之熱散熱；後面板9,其用以支撐該等光源單元

7及散熱單元8，並且與前面框架部件4或背面部件6組合而 構成對應於未圖示之框體的安裝部件。背光單元3對向橫 跨於液晶面板單元2背面側之整面之大小，且以封閉之Z 態光學性組合其與液晶面板2之間組成之對向空間部。 然而’構成背光單元3之光源單元7中包含光學薄片區塊 與光源區塊U。光源區塊n，#圖7所示，包含將多個 發光二極體（以下稱為LED)12排列於—行而成之複數個光 源元件陣列11 a〜11 d，且續耸：本± 料Μ讀陣mia〜lid以特定 間距隔開且並列配置。 •13· 1317448

後面板9,例如藉由有重量較輕且熱傳導性較高之材 料：例：銘而形成’並形成與液晶面板5之外形大小幾乎 相等之&長_狀β該後面板9因自身亦包含熱傳導性， 故而包含將自LED 12或電路零件等產生之熱散熱之作用。 於後面板9之外周端側’彎曲形成與前面框架部件6組合之 外周壁部％ ’並且形成後述之用以安裝光學柱形部件17之 多個安裝#91)，或用以固定散熱板24之安裝孔或者用以引 出導線之引出開口等。該後面板9，如圖2所示，於其前面 側重i組„且組裝有散熱單元8、光源單元7以及液晶面板 5，進而組裝於框體之安裝部。 而且，構成光源單元7之光學薄片區塊1〇，如圖2所示， 對向於液晶面板5之背面側而設置，並包含：層疊各種光 學功能薄片而成之光學功能薄片層疊體13、擴散導光板14 或光擴散板15、以及反射薄片16等。光學薄片區塊1〇中， 於液晶面板5之背面側對於該液晶面板5以特定的間距隔開 對向配置有光學功能薄片層疊體13，於該光學功能薄片 層叠體13之其他背面層疊有擴散導光板14。 構成該光學薄片區塊1〇之光學功能薄片層疊體13，將自 光原區塊11發光且入射於液晶面板5之顯示光，適當變換 為包含特定光學特性之顯示光等。該光學功能薄片層疊體 13 ’例如層叠有：分解成直交之偏光成分之功能板，補償 光波之相位差且實現廣視角化或防止著色之功能板或者擴 散顯示光之功能板等包含各種光學功能之複數個光學功能 薄片而構成。再者’光學功能薄片層疊體13，不僅限於使 • 14· 1317448 用有上述光學功能薄片者，亦可係例如使用夾有可提高亮 度之亮度提高膜、相位膜或者稜鏡獏之上下2塊擴散：二 而構成者。 而且’光學功能薄片層疊體13之與液晶面板5對向之面 的相反側的背面側，如圖2所示’層疊有擴散導光板14。 該擴散導光板14包含：藉由包含導光性之乳白色合成樹 脂’例如丙稀樹脂或聚碳酸酿樹脂冑，而升》成有較薄厚度 的板體。擴散導光板14，使自—面人射之顯示光於内= 當折射或反射後擴散且向另一面側導光，&自該另一面側 向光學功能薄片層疊體13入射。而且，擴散導光板14與光 學功能薄>1層疊體13同時介以支架部件29安裝於後面板9 之外周壁部9a。 構成光學薄片區塊10之擴散導光板14與 及光擴散板15與反射薄片16，如圖2所示，係藉由多以 學柱形部件17而以相互間維持固定對向間隔之方式支持， 介以該等光學柱形部件17而安裝於後面板9。 在此，光擴散板15係藉由透明的合成樹脂材料，例如丙 烯樹脂等而形成之板材，併入射自光源區塊U供給之顯示 光。，如圖3A及圖3B所示，該光擴散板15中多個調光圖案 18形成為矩陣狀。再者，光擴散板15中，省略相關詳細說 明’於適當位置形成分別安裝於光學柱形部件丨了之嵌合孔 15a。

如圖2所示 之複數個LED 各調光圖案18分別對應於構成光源區塊u 12，並以對向於各LED 12之方式形成於光 辨7月/4日修正替換頁 131別4®27948號專利申請案 ,中文說明書替換頁(98年f月） 擴散板15 °具體地說，各調光圊案18以對向於如圖7排列 之光源元件陣列lla〜lld之各LED 12之方式，以矩陣狀形 成於光擴散板15。 、 而且’如圖4所示’各調光圖案18,係於略微大於LED 12 外形D之圖案形成區域2〇内，將光反射性油墨藉由例如絲 - 網印刷法而分別印刷後而形成。各調光圖案18，光反射性 . 油墨係藉由以特定比例將含有遮光劑與擴散劑之各種油墨 _ 材料調和而成之光反射油墨形成。光反射性油墨作為遮光 劑含有·例如氧化鈦、硫化鋇、碳酸鈣、氧化矽、氧化 銘乳化辞 '氧化錄、氫氧化約、硫化裡、四氧化三鐵、 甲基丙烯樹脂粉末、雲母（絹雲母）、陶土粉末、高嶺土、 膨潤土、金粉末或者紙漿纖維等。又，光反射性油墨作為 擴散劑含有：例如氧化矽、玻璃珠粒、玻璃微粉末、玻璃 纖維、液體矽、水晶粉末、鍍金樹脂珠粒、膽固醇型液晶 液或者再結晶丙烯樹脂粉末等。 φ 在此，各調光圖案18，如圖4所示，於各光源元件陣列 11a〜lid内，若將橫跨於各個LED 12之排列方向之方向上 的橫軸長度設為Wi ’將與各LED 12之排列方向直交之方 " 向上的縱軸長度設為W2，則形成W2> \\^之縱長形的橢圓 . 形。各調光圖案丨8,如圖4B所示，將其表面與各1^£) 12 之頂點部之間距比設定為約丨.5 mm〜2_5 mm。各調光圖案 18，如圖4A所示，對直徑為DiLED 12，以橫軸長度％為 7 mm〜8 mm(D+l〜2 mm)、縱軸長度W2為9 mm〜12 mn^W!+2〜4 mm)之外形尺寸而形成。 102382-980716.doc •16· 1317448 如上述之構成之各調光圖案〗8，對自相對之LED ί2發光 且直進於光擴散板15之顯示光進行反射且遮光。隨之，光 擴散板15，對於顯示光，於形成有各調光圖案狀圖案形 成區域2G進行遮光，並且使其於調光圖㈣之非形成區域 透L散板15包含以下功能’藉由形成調光圖案18而 調整自LED 12直接入射之顯示光之透過量、並可減少部分

性高亮度區域之產生Μ吏自整個表面均句化地向擴散導光 板14供給顯示光。 光擴散板15 ’係上述之各調光圖㈣形成於形狀大於相 對向之LED 12之外形的圖案形成區域2〇。因此，光擴散板 15，即使因其尺寸精度或各調光圖案18之印刷精度、或者 夕個LED 12產生熱所引起之膨脹或收縮的尺寸變化、甚至 液晶顯示裝置1之構成部件的尺寸精度或組裝精度等導致 各調光圖案12產生若干位置偏移時’也可確實地 實行上述顯示光之透過控制。光擴散板15,可使構成各部 件之加工誤差或組裝精度之條件較為充分，且可易於製 造、並可實現製造成本之降低。再者，當—部分自各㈣Η 發光之顯示光之超過臨界角而入射時，光擴散板15則包含 以表面反射之功能。 ,-〜《Η 1 Ο 一 適當調整自LED 12發光之顯示光之透過量的功能 圖5 圖6表示對於改變圓形及尺寸而形成有2種類橢圓形之調光 圖案18的光擴散板15，於顯示光之出射側主面之各部的亮 度的測定結果。亮度之敎如圖5所示，在以下五個位 •17· 1317448 置.於第1行光源元件陣列π a配置成一行之各】2之正 上方的位置P】、於第1行光源元件陣列i ia與並列於該光源 元件陣列11a配置之第2行光源元件陣列llb之間所構成之 第1非圖案形成區域30a的中央位置p2、排列於第2行光源 元件陣列lib之LED 12之正上方的位置。、於第2行光源元 件陣列1 lb與並列於該光源元件陣列丨lb配置之第3行光源 元件陣列11 c之間所構成之第2非圖案形成區域30b的中央 位置P/j、以及排列於第3行光源元件陣列11 c之led 12之正 籲上方的位置P5，分別藉由亮度計進行光擴散板15表面亮度 之測定。 光擴散板15中，於與LED 12對向之面使用相同之光反射 油墨形成有：直徑7 mm之圓形第1調光圖案18A，橫軸7 mm 縱軸9.5 mm之第1縱長橢圓形之第2調光圖案ι8Β，橫軸7 mm 縱軸11 mm之第2縱長橢圓形之第3調光圖案18(：。光擴散 板15中，第1行之光源元件陣列丨丨a與第2行之光源元件陣 φ 列Ub之間距、與第2行之光源元件陣列1 lb與第3行之光源 元件陣列11c之間距相互相等，為80 mm〜9〇 mm。 關於形成有圓形第1調光圖案18A之光擴散板15A，通過 下表及圖6所示之亮度測定結果可知，於各led 12之正上 方之位置P]、P3、P4 ’藉由第1調光圖案18A對顯示光之遮 光作用可降低亮度。於光擴散板15A中，於對向於非圖案 形成區域30a、30b之光源陣列中央位置P2、p4亮度達到 6300 Cd/mm2以上。於光擴散板15A中，當整體之平均亮度 約為6200 Cd/mm2時，雖可實現高亮度化，但低亮度區域 -18- 1317448 與高亮度區域會產生約400 Cd/mm2之亮度差。於光擴散板 15A中，於光源元件陣列na、llb、llc之中央位置p2、p4 通過使自LED 12向外周方向放射之顯示光集中，而會產生 與LED行平行的高亮度區域，從而產生橫向條紋。又，於 光擴政板I5A中，因LED 12與第1調光圖案IgA之位置偏 移，而會產生色不均。 18A 18B 18C P 1 5970 cd/m2 6050 cd/m2 6070 cd/ra2 P2 6330 cd/rn2 6T30 cd/ni2 6T10 ct(/mz P 3 6030 cd/m2 6020 cd/m2 6090 ctl/»2 P4 6360 cd/m2 6200 cd/m8 6t50 cd/m2 P5 6080 cd/m2 6070 cd/m2 6100 cd/m2 平均 βΐ54 cd/m2 9094 cd/njz 6104 cd/m2 最大一最小 390 cd/m2 180 cd/m2 80 cd/m2

於形成有第1縱長橢圓形之第2調光圖案18B之光擴散板 15B’通過如圖5及圖6所示之亮度之測定結果可知，於各 LED 12之正上方的位置p,、p3、p4 ’藉由第1調光圖案18A 對顯示光之遮光作用，可降低亮度。於光擴散板15B中， 藉由橢圓形之第2調光圖案18B可於與LED行直交之方向實 現平均化’從而非圖案形成區域3〇a、30b中多少會產生高 亮度’但低亮度區域與高亮度區域之亮度差約為180 cd/mm2 左右。於光擴散板15B中，通過控制與LED行平行的高亮 度區域之產生從而可減少橫向條紋之產生。又，於光擴散 板15B中’整體之平均亮度約為略微低於61〇〇 cd/mm2左 右’且略微低於上述光擴散板15A，但可充分確保實用使 •19- 1317448 所需之亮度。然而，於光擴散板15B中，因LED 12與第2 ’ 調光圖案18B之位置偏移，會於LED 12之排列方向產生高 亮度區域且產生色不均。 於形成有第2縱長橢圓形之第3調光圖案18C之光擴散板 15C，通過如圖5及圖6所示之亮度測定結果可知，與上述 之光擴散板15B相比，可進一步實現亮度之均勻化。於光 擴散板15C，藉由大幅控制與led行平行的高亮度區域之 產生，而確實地防止橫向條紋之產生。於光擴散板 _ 中因整體之平均亮度亦約超過6100 cd/mm2，故可實現 實用性之高亮度化。於光擴散板15C，即使於[£]〇 12與第 2調光圖案18B產生位置偏移，亦可藉由大型之第3調光圖 案18C而使其維持對向狀態且使其不產生高亮度區域，從 而可確實地防止色不均之產生。 再者，光擴散板15中，於包含上述相對向之LED 12外形 的較大區域即形成區域20形成縱長的橢圓形狀調光圖案 18，但調光圖案18不僅限於上述橢圓形狀。調光圖案咐 •可以縱長的長方形或多邊形之圖案、 縱長的小圓形圖案等

1317448 而且’構成光學薄片區塊10之反射薄片16對於在光擴散 板15之調光圖案18或未形成光擴散板15之調光圖案18之區 域反射之顯示光、自LED 12向外周方向射出之顯示光進行 反射且使其再次向光擴散板15入射。反射薄片16係藉由例 如含有螢光劑之發泡性PET(polyethylene terephthalate，聚 對苯二甲酸乙二醇酯）而形成。反射薄片丨6中，因發泡性 PET包含約95%左右之高反射率特性，並且包含以與金屬 光澤顏色不同之色調使得不易看出反射面之傷痕的特徵， 故而可高效地反射顯示光。反射薄片16與光擴散板15之間 可使顯示光反覆反射並實現增反射原理中之反射率。再 者’反射薄片16亦可藉由例如包含鏡面之銀、鋁或者不錢 鋼等而形成。又，反射薄片16亦可例如於鋁板上黏貼上述 發泡性PET而構成。 而且，如圖2所示，光學薄片區塊1〇中設由多個光學柱 形部件17,且該等光學柱形部件17橫跨於光擴散心與反 射薄片16之相對向的面之間、且以較優良之精度維持兩面 之間的平行度’並且橫跨於擴散導光板M與光擴散板此 相對向的面之間、且以較優良之精度維持兩面之間的平行 度，以此方式而構成光學區塊1〇。光學柱形部件⑺列 由包含聚碳酸酯樹脂等導光性與機械鋼性，進而藉 疋程度的彈性之扎白色合成樹脂材料而一體形成與 柱形部件1 7如圖2所 先予 7丁刀別女裝於一體地形成於後面板9 内面之大致呈台形凸部的安裝部外。 後面板9如圖2所示，安裝部外之上面構成反射薄片16之 1317448 裝面’且複數個安裝孔9c貫通而形成。光學薄片區塊1〇 中，光擴散板15與反射薄片16係介以各光學柱形部件17、 相對於後面板9定位於其底面9d上且分別進行組合。光擴 散板15與反射薄片16上，對應設於後面板9侧之各安裝部 9b之安裝孔9c ’分別形成多個嵌合孔15a、i6a。 各光學柱形部件17包含：各個軸狀基部17a ;嵌合部 17b，其形成於該軸狀基部i7a之基端部；第1承受板部 17c，其呈凸緣狀且自該嵌合部17b以特定之間距—體形成 於軸狀基部17a之周圍；第2承受板部17d，其呈凸緣狀且 自該第1承受板部17c以特定之間距一體形成於軸狀基部 17a之周圍。各光學柱形部件17中，軸狀基部17&以規定有 後面板9之安裝部9b與擴散導光板14之對向間隔之軸長而 形成，自第2承受板部17d於特定之高度位置形成階部 17e 〇 ^光學柱形部件17中，轴狀基部17a形成為，階部17e之 ^仏大於光擴散板15之嵌合孔.15a之直徑、並且直徑向前 端依次變小徑的長軸形之圓錐形狀。各光學柱形部件n :’於軸狀基部17a中，在階部17e之大致上方 之凹孔17f。ra j丨17pm , 味 孔17以糸以外徑比光擴散板15之嵌合孔丨5 a直 仅大之部位為範圍而形成於軸狀基部H 收斂性。 1叫丁涿邛位 ⑺各之光學柱形部件17中’第Μ 的間隔維持光擴散板15與反射“16之對向間隔 學柱形部件17中，軸狀基部17a使第！承受板 •22· 1317448 4 17c與第2承受板部17d兩部位與光擴散板15之嵌合孔i5a 幾乎同徑。各光學柱形部件17中，嵌合部17b前端部之外 徑與後面板9側之安裴孔％之外徑幾乎相等，並且於軸方 向依·人比安裝孔9c直徑大從而剖面大致呈圓錐台之形狀。 各光學柱形部件17，藉由嵌合部nb自大徑部位面向前端 側形成切口 17g而賦予收斂性。 各光學柱形部件17中，軸狀基部17a使嵌合部17b與第i 承受板部m之間距與後面板9之厚度以及光擴散板i5之厚 f幾乎相等而形成。各光學柱形部件17中，使第i承受板 部17C之直徑大於光擴散板15之嵌合孔i5a之直徑，並且第 2承受板部l7d之直徑大於反射薄片16之嵌合孔ba之直 ，反射溥片16中，使安裝孔仏與嵌合孔16a相對向 而組合於後面板9之安裝部补上。而且，各光學柱形部件 二之嵌合部17b自後面板9之底面9d側壓入反射薄片16之嵌 :孔16a。各光學柱形部件17之嵌合部i7b藉由設於該嵌合 :”7b之切口 17g之作用而縮徑後’通過貫通後面板9側之 女裝孔9C之後彈性還原，從而可實現止動且可垂直安 安裝部9b上。 、、 而且，各光學柱形部件17之嵌合部⑺與第β受板部 ^之間於厚度方向夾持安裝部外與反射薄片16，藉此， 使反射薄片16對於後面板9而維持定位之狀態。又，s 上件17中，使各軸狀基部17a之第1承受板部17c之 $分自反射薄片16突出’且垂直安裝於後面板9之安 -23- 1317448 裝部外上。 進而，光擴散板!5,使複數個嵌合孔…分別嵌入相對 J之光學柱形部件17之前端部m，藉此組合於光學柱形 硝件17。而且’光擴散板15，以設於各光學柱形部件p之 大徑部之凹孔部17f縮徑之方式，而於變形之後彈性還 原，藉此，可緊密地嵌入各光學柱形部件17之大徑部。光 擴散板15,越過設於各光學柱形部件17上之階部m且抵 >第承又板a|U7d之盡頭’並夾持於該等階部^與第2承 受板部m之間。此時，自各光學柱形部件17之轴狀基部 =之第2承受板部糊上方側’如圖2所示，自光擴散板 犬出。而且，各光學柱形部件17之前端部m，抵至重 合有光學功能薄片層疊體13之擴散導光板14的底面側且對 擴散導光板I4進行支持。 如上構成之光學薄片區物中，藉由將嵌合部17b壓入 於安褒孔9C之簡易方法而分別安裝於後面板9之底面％上 之多個光學柱形部件17，使光擴散板15與反射薄片⑽ 位’並且高精度地維持該等光擴散板15與反射薄片Μ以及 擴散導先板U與光學功能薄片層疊心間之對向間隔。而 且’光學薄片區塊1〇 ’因包含複數個光學柱形部件17，故 要=的定位結構或間距維持結構，並且可實現組 裝工程之簡易化。各井舉知 九学柱形部件17對於各種尺寸之液晶 面板5均互換使用，可實現零件之通用化。 再者，關於光學柱形部件17，不僅限於上述構造者，各 邛之具體性構造可根據光學薄片區塊1〇之構成而適當選 •24· 1317448 擇。光學柱形部件17，例如，藉由於嵌合部m形成切口 \7g後可彈性變形從而以僅對後面板9之安裝孔〜進行壓入 ，作而實現女裝’但亦可例如於外周部一體形成止動突 队&於内周冑形成有鍵槽之安裝孔9c内^:後旋轉後 受止動。 光學薄片區塊1G藉由使各光學部件以高精度定位，如圖 2所示，因顯示光於構成於擴散導光板14與反射薄片16之 間的導光空間部Η内以穩定之狀態進行導光、擴散及反射 等動作，故而於液晶面板5可控制色不均等之產生。又， 设置於導光空間部Η内之各光學柱形部件17藉由包含乳白 色導光性之合成樹脂材料而形成，對自其外周面向内部入 射之顯示光進行擴散，且因前端部17h有部分不發光，故 而可自導光空間部Η對擴散導光板14均勻地入射顯示光。 然而’構成背光單元3之光源單元7因具備光學薄片區塊 1 〇 ’從而介以該光學薄片區塊1 〇可使自光源區塊丨丨之各 LED 12發光之顯示光對於液晶面板單元2以穩定之狀態高 效地入射。 構成》亥光源早兀7之光源區塊11 ’如圖7所示，於後面板 9之底面9d上’沿該後面板9之長度方向，相互平行地排列 4行光源元件陣列11 a〜11 d。 再者’各光源元件陣列11 a〜11 d，亦可以使藉由將若干 LED串聯而成之光學陣列元件連續之方式而構成。 構成光源區塊11之各光源元件陣列11 a〜11 d，如圖2及圖 8所示，包含：複數個紅色LED、綠色LED及藍色LED(以 • 25- 1317448 下總稱為LED 12);配線基板22，其呈橫長矩形，係使該 ' 等LED 12於主面22a上於長度方向以特定順序排列而安 裝；以及未圖示之附連接器之導線束等。光源元件陣列 11 a〜lid ’根據顯示畫面之大小或各led 12之發光能力等 而適當決定排列之個數或分別安裝之LED 12的個數。 而且，配線基板22之主面22a上形成有並聯連接各 LED 12之配線圖案、或連接各lEd 12之端子的訊面等。各 配線基板22係以完全相同式樣而形成，於主面22a之寬度 參 方向之一側附近且於長度方向之兩側，安裝有訊號輸出側 之第1連接器23a與訊號輸入側之第2連接器23b。 又’第1行之光源元件陣列1 la與第2行之光源元件陣列 1 lb、以及第3行之光源元件陣列llc與第4行之光源元件陣 列11 d分別不成對，各配線基板22如圖7所示，藉由使安襄 有連接器23之側之端側互相互對向且沿長度方向並列，而 構成光源區塊11。在此，光源區塊丨丨，各光源元件陣列 φ lla〜11 相鄰配線基板22以使第1連接器23A與第2連接器 23B相鄰之方式而配置，藉由未圖示之附連接器之導線束 而連接該等連接器，藉此，各光源元件陣列Ua〜Ud之配 線基板22以最短的配線而連接。 光源區塊11，位於第1行之光源元件陣列丨丨a與第2行之 光源το件陣列1 lb之間、以及第3行之光源元件陣列丨u與 第4行之光源元件陣列lld之間，從而自各光源元件陣列 11a〜lid之配線基板22引出訊號輸出用導線束，並以箝位 器束緊且介以抽出開口向後面板9之背面側引出。光源區 •26- 1317448 :η中’藉由設有對於利用各光源元件陣列ua〜lld間之 空間之訊號輸入輸出用導線束進行保持、導向之構造，而 實見工間之效率化或配線工程之簡易]匕。而且，各光源元 件陣列lla〜lid根據第！連接器2〇a與帛2連接器满之位 可防止各配線基板22之錯誤組合，並且，可實現配線 基板22間之配線構造或配線卫程之簡易化或者訊號輸入輸 出用導線束之共通化。 各光源元件陣列lla〜lld，對於使紅、綠、藍光之3原色 分別發光之紅色LED、綠色㈣及藍色㈣按此順序而排 列者，使其位於複數個組合配線基板22之主面22a上之相 同軸線上，且以此方式排列且安裝。關於各1^1) 12，省略 其詳細說明’其發光元件各自維持於樹脂固持器並且自樹 脂固持器引出連接用導線端子。各1^]〇 12使顯示光發光， 並且同時產生熱。 光源單元7，如上所述，藉由將光源區塊丨丨組合於光學 薄片區塊10之背面側而構成周圍密封之導光空間部Η ,故 而成為自多數各LED 12分別產生之熱成為較大的熱量且充 滿於導光空間部Η内之狀態。 因此，背光單兀3藉由散熱單元8而將充滿於導光空間部 Η之熱以較高之效率散熱，而控制光學薄片區塊之上述 各光學薄媒體之特性變化、各LED 12之點亮狀態之不穩定 化、液晶面板5之色不均、以及構成電路部之電子零件等 動作之不穩定化。 散熱單元8,如圖8所示，包含以下等部件：複數個散熱 -27- 1317448 板24 ’其兼用作針對上述各光源元件陣列lla〜lid而設置 之安裝部件；多根散熱管25，其分別安裝於該等散熱板 24;散熱片’其未圖示，用以連接該等散熱管25之兩端 ’以及冷卻風扇，其促進散熱片之冷卻功能。散熱單元 8 ’如下文之詳述’將散熱管25—體組裝於各散熱板24且 對散熱片高效地構成導熱電路。 各散熱板24包含良好之導熱率、加工性較好、重量較輕 且由廉價的鋁形成，藉由壓出加工而形成與上述各光源元 件陣列11 a〜11 d之長度及寬度大致相等之長矩形板狀。各 散熱板24因可兼用作光源區塊體21之安裝部件’故而以包 含機械鋼性之特定的厚度而形成。再者，各散熱板24不僅 限於鋁，亦可藉由導熱率良好的，例如鋁合金、鎂合金或 者銀合金或銅等而形成。當各散熱板24比較小之情形時， 例如藉由壓力加工或切割加工等而形成，於主面2乜上藉 由安裝螺釘而固定配線基板22。 各散熱板24中，於背面側嵌合散熱管乃且形成剖面包含 大致為拱型之形狀凹槽的散熱管嵌合部24b。散熱管嵌合 部24b，包含與散熱管25之外徑大致相等之開口寬度 形成較小之⑨度’心b ’形成不卩以保持部件等臨時保持 散熱管25之開口形狀。各散熱板24，藉由散熱管嵌合部 24b ’將散熱管25配置於與配線基板22之溫度成為最高之 LED安裝區域相比較近的位置。 散熱管25 ’係-般於各種電子機器等中為自成為高、田之 電源部等向散熱機構進行熱料而使用之料，其=導 •28- 1317448 熱率良好之銅等金屬製管材内排氣，且該狀態下以特定溫 度封入汽化之水等傳導媒體後而構成，並包含高能率之熱 傳導能力。散熱管25，如上所述’ 一體組裝於各散熱板 24，且與各散熱板24同時使兩端部與散熱片相連接。於該 散熱管25中’受到來自高溫側之散熱板24之熱傳導而封入 内部之傳導媒體’自液體向氣體汽化。該已汽化之傳導媒 體’使管内向低溫側之散熱片26之連接部流動且冷卻，故 而放出凝結熱且使其液化。經液化之傳導媒體，因於金屬 ® 管之内壁形成有長度方向之多條槽或多孔質層内藉由毛細 管現象而向散熱板24側移動且於管内循環，故而包含高能 率之熱傳導作用。 如上所述’散熱單元8,使包含高能率之熱傳導能力之 散熱管25 —體化且安裝於散熱板24，藉此’將該散熱管25 接近於發熱源之各LED 12之排列區域的正下方且使其延 伸。該散熱單元8中使安裝有各LED 12之配線基板22、保 φ 持該配線基板22之散熱板24、以及散熱管25相互緊密地重 合而構成對於散熱片之熱傳導體。藉由包含上述構成，散 熱單元8可實現空間效率且可將來自各led之產生熱以極 兩之效率向散熱片傳導後散熱’故而可減少導光空間部Η 之馬溫化且通過背光單元3穩定之動作將顯示光供給於液 晶面板5。 如上構成之本發明所適用之液晶顯示裝置1，以複數個 光源元件陣列11a〜lld組合構成’將用有由多個LED 12以 矩陣狀排列而成之光源區塊11之光源單元7作為光源，且 29- 1317448 將自各LED 12發光有之高容量的顯示光介以光學薄片區塊 1 〇供給於液晶面板單元2。該液晶顯示裝置1，藉由散熱單 元8將自各LED 12產生之熱以較高之效率散熱，進而，構 成光學薄片區塊10之光擴散板15則藉由調光圖案18而控制 自各LED 12發光有之顯示光之直射成分的入射。

又’本發明所適用之液晶顯示裝置1，係將由光擴散板 15反射有之顯示光，藉由反射薄片16反射後入射至光擴散 板15,從而可提高光效率，進而，自光擴散板15之整個表 面去除部分的高亮度成分且使均勻化之顯示光發光並將其 供給至擴散導光板14。 此外，本發明所適用之液晶顯示裝置丨，因使顯示光於 擴散導光板14内部適當反射、折射故可使其進一步均勻 化，將該顯示光供給至光學功能薄片層疊體13，並於光學 功能薄片層疊體13中進行使其轉換為包含特定的光學特性 之顯不光之動作’且自該光學功能薄片層疊體13將顯示光 供給於液晶面板5。 il夕，本發明所適用之液晶顯示裝置工，因位於分別對 向於各LED 12於正上方且使各調光圖案卿成於光擴散板 可藉由各凋光圖案18而使顯示光之直射成分反 射，從而可減少高亮唐區祕 立 匚域之產生。各調光圖案18,藉由 形成略微大於LED 12之外报日*沾 卜形且為縱長的橢圓形，可降低使 自各LED 12向外周方向射出 _ 町出之顯不光聚光於各光源元件陣 列11 a~ 11 d之間之橫向倏妓此令丄 门保紋狀之两亮度區域的產生。 而且，本發明所適用 之液日日顯示裝置1，即使對因熱變 1317448 化或零件精度或者安裝精度所引起之尺寸變化，亦可吸收 各調光圖案18與各LED 12之位置偏移。 本發明所適用之液晶顯示裝置1中，自各Led 12發光之 同谷1之顯示光，可對液晶面板5以較高之效率導光，且 自光擴散板15射出橫跨於整個表面之均勻的顯示光，故而 於液晶面板5中，可防止色不肖、燈管圖像或者橫向條紋 之產生，從而成為高亮度且高精度之顯示。 再者，業者悉知，本發明不僅限於參照圖示而說明之上 述實施例者’可*脫離附加之專射請範圍及其主旨而進 行各種變更、替換或者同等操作。 【圖式簡單說明】 圖1係表示使时本發明之透過型液晶顯㈣ 部分之分解立體圖。 圖2係表示圖1所示之液晶顯 示裝置之主要部分之縱向剖 圖3A、

面圖。 圖6係表示亮度測定結罢少回*

圖8係表示光源區塊之主 711之主要部分平面圖。 塊之主要部分立體圖。 1317448

【主要元件符號說明】 D LED直徑 Η 導光空間部 Wj 橫軸長度 w2 縱軸長度 1 液晶顯不裝置 2 液晶面板早元 2a, 2b 間隔片 2c 導向部件 3 背光單元 4 前面框架部件 5 液晶面板 6 背面部件 7 光源單元 8 散熱單元 9 後面板 9a 外周壁部 9b 安裝部 9c 安裝孔 9d 底面 10 光學薄片區塊 11 光源區塊 12 發光二極體（LED) 13 光學功能薄片層疊體 -32- 1317448

14 擴散導光板 15 光擴散板 15a, 16a 嵌合孔 17 光學柱形部件 17a 軸狀基部 17b, 24b 嵌合部 17c 第1承受板部 17d 第2承受板部 17e 階部 17f 凹孔 17g 切口 17h 前端部 18 調光圖案 20 圖案形成區域 22 配線基板 2 2 3., 24b 主面 23a 第1連接器 23b 第2連接器 24 散熱板 25 散熱管 -33-

Claims (1)

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-十、申請專利範圍： 1 · 一種背光裝置，其特徵在於： 具備光擴散板，其配置於透過型顯示面板及光源單元 之間，該光源單元係以特定之間距排列安裝有多個發光 二極體之複數個光源區塊而成，其用以使自上述各發光 二極體發光之顯示光的一部分光透過而使一部分反射， 藉此以整個面均勻化之狀態供給至上述透過型顯示面 板， 上述光擴散板藉由包含光透過性之樹脂材料而形成， 對於與對向於光源區塊之面的上述各發光二極體對向之 各區域，覆蓋光反射性油墨，而形成反射上述顯示光之 調光圖案， 其中該光反射性油墨具有包含遮光劑及擴散劑之光反 射性油墨材料， 上述各調光圖案係對應具有直徑D之上述各發光二極 體而形成，且對應於上述各調光圖案之主軸的第丨長度 W1係比D長1〜2mm，而對應於第2軸垂直於第1軸之上述 各調光圖案之第2長度W2係比W1長2〜4mm。 2.如請求項1之背光裝置，其中上述各調光圖案藉由多個 調光點而構成，並且係以顯示光之光透過率自中央區域 向周圍區域依次變大之方式而形成有該等調光點之漸層 圖案β 3. 一種透過型液晶顯示裝置，其特徵在於包含：透過型液 晶面板； 1317448 光源單元’其以特定的間距使安裝有多個二極體之複 數個光源區塊互相隔開而配置，並自上述液晶面板之背 面側供給自上述各發光二極體發光之顯示光； 光學功能薄片層疊體，其由層疊複數個功能光學薄片 而成，並將上述顯示光適當變換而對上述透過型液晶面 板進行導光； 擴政導光板，其將自一面側入射之上述顯示光於内部 擴散，且自其他面供給至上述光學功能薄片層疊體； 光擴散板’其對於上述擴散導光板以特定的間距隔開 而對白配置使上述顯示光之一部分透過且使一部分反 射，以自整個面均勻化之狀態供給至上述擴散導光板； 以及 反射薄片，其於上述光源單元之背面側對於上述光擴 散板以特定間距隔開而對向配置，使自上述各發光二極 體向外周方向射出之上述顯示光、及經上述光擴散板反 射之上述顯示光反射至上述光擴散板側； 上述光擴散板藉由包含光透過性之樹脂材料而形成， 於與對向於上述光源區塊之面的上述各發光二極體對向 之各區域’覆蓋光反射性油墨，而形成反射上述顯示光 之調光圖案， 其中該光反射性油墨具有包含遮光劑及擴散劑之光反 射性油墨材料， 上述各調光圖案係對應具有直徑D之上述各發光二極 體而形成，且對應於上述各調光圖案之主軸的第丨長度 102382-980527.doc 1317448 W1係比D長1〜2mm’而對應於第2軸垂直於第丨轴之上述 各調光圖案之第2長度W2係比W1長2〜4mm。 4·如請求項3之透過型液晶顯示裝置，其中上述各調光圖 案藉由多個調光點而構成，並且係以顯示光之光透過率 自中央區域向周圍區域依次變大之方式形成有該等調光 點之漸層圖案。

102382-980527.doc 月>7日修正雜頁 13 17讀I4&27948號專利申請案 中文圖式替換頁(98年5月） 11 Π Ρ2 Ρ3 ，30 a -•o-o-e-QH) 一 ·θ-Ή·-σ Ρ4 Ρ5 ,3 0 b *0·—^—0---0·~Ό—*θ—θ'~θ0· 分6-e·-分 1317448 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（4A、4B)圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 12 發光二極體 15 光擴散板 18 調光圖案 20 圖案形成區域 D LED直徑 Η 導光空間部 W, 橫軸長度 W2 縱軸長度