TWI328703B - Display device - Google Patents

Description

1328703 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於使用發光二極體（LE：D)來當作一光源之顯示裝 置。 【先前技術】

例如先前在日本專利公開案號2002-311417中所揭露者，冷 陰極線管已用於液晶顯示裝置之光源。隨著液晶顯示裝置利用冷 陰極線管來當作光源’便可提到直接背光以及側面背光。且，在 一内建以一直接背光之液晶顯示裝置中，冷陰極線管乃安置於液 晶顯示面板之背表面側上’自這些冷陰極線管發出之白光便通過 此液晶顯示面板而呈現出影像。此外，在一内建有側面光源之液 晶顯示裝置中’冷陰極線管乃安置於一液晶顯示面板之背表面側 的橫侧面上，自這些冷陰極線管發出之白光便藉由一光導板而供 應至此液晶顯示面板的整個表面，而此光線便通過此液晶顯示面 板而呈現出影像。 相較而言，例如最近日本專利公開號H04-118205中之文獻 (Yourii Martynov eta 1., "High-efficiency slim LED backlight system with mixing light guide," SID 03 DIGEST 43. 3/Martynov, [線上]，<URL· hltp://www. lumileds. com/pdfs/LRDRanklightMixingUghtmiiH 盛.PDF〉[2004/6/21所做之搜尋])以及文獻（Nikkei Electronics 2004/6/21發行，第60-61頁）中所揭露者，為了改善 影像之色彩重現’便發展出使用一紅色發光二極體、綠色發光二 極體以及藍色發光二極體來當作光源的技術。此項技術乃將紅色 發光二極體、綠色發光二極體以及藍色發光二極體在一液晶面板 之背表面側上排成一行，並利用一光導器而混和來自這些發光二 極體的光線，之後再如同一白光般地將光線射出至一液晶面板上。 然而，上述傳統技術具有下述之問題。雖然發光二極體在色 彩重現上優於冷陰極線音，但發光二極體比冷陰極線管消耗更多 5 1328703 的ΐ力發熱值亦較高。因此，發光二極體乃會因自體產生的 熱能而提高溫度。a，當温度提高時，發光三極體的發光效率便 會降低。此外，當發光二極體的溫度過度上升，發光二極體本 便會毀壞。 【發明内容】 一本發明之一目的係提供一使用發光二極體來當作一光源之顯 不裝置，其中並抑制發光二極體的溫度上升。 ，，本發明之—顯示I置，包含_發光二極體顯示面板， 該發光二極體所發出之光線來顯示影像；一散熱體，連接至 極體；以及—切構件，由該散熱體所支持，且該支樓構 支撐該顯示面板，俾定位該顯示面板以及該發光二極體使 兩者間保持一固定距離。 彩重ssr 發光二極體乃用來當作—光源，影像之色 _f優異。此外，由於該發光二極體與散熱體相接，故由 ㈡:::產生之熱能可有效地散除，如此發光二極體之溫度上 寸

•外’為了獲得良好的散熱性能，便有必要增加散熱體的尺 祕散熱體尺寸增加時，散熱體便會變重，則顯示裝置 當k付不敎。相較而言，在本發明中，散熱體亦用來 二，二2板之支縣板’也就是說，散熱體乃支撐—支樓構 上便不撐f 。藉此’該液晶顯示裝置大體 構仍舊ii 體袖散熱體增加尺寸，該顯雜置的結 住 顯示體最好與顯示面板平行放置。藉此’即使不增加 裎声。尺寸，散熱體的外框仍可增加至液晶面板的相同外框 X 4 ’便可改善散齡能’且該顯示面板仍可被穩定支樓 在為===== k 6 保持力學上安—由卩基座支料散減，故該齡裝置仍可 螺孔，用。此時，該部分最好是在散熱體的侧表面上之一 外部茂座m !·部基座用一螺釘螺著於該螺孔而將散熱體固定於 連接構件，該散熱體仍可連 且該外。卩基座更可支撐整個顯示裝置。 鄉之轨ίΐΐ體最好是__合金來製成。藉此，可改善散 …、-之…、傳導性，並且散熱體之重量可以較輕。 -步^盖最好有散熱片連接在散熱體上。藉此，散熱性能可更進 宜此h ί ί是設置複數之發光二極體，該複數之發光二極體中 光二極體以發出紅光’另外某些為綠色發光二極體 -ΐΐΐί，以及巧下的為藍色發光二極體以發出藍光，而該顯 ::一光學單元’可混和從紅色二極體、綠色二極體以及 藍色一極，所發出的光線並將此級將至該顯示面板。藉此， 一白色·^尚色彩重現的光線便可發射到顯示面板上。 此時，該複數之發光二極體可以排成一行，而該光學單元包 含一混色用光導板，用以混和來自紅色二極體、綠色二極體以及 藍色-極體所發出的规反射器，用以將來自混色用光導板的 光線反折回去；以及一位於該混色用光導板以及該顯示面板之間 的發射光導板，用以將反射器入射的光線發射至顯示面板的整個 表面。藉此’顯示裝置可縮小其外觀。 。且，該支撐構件最好包含一覆蓋顯示面板之周緣部的前蓋；一 基架，將顯示面板夾在本基架以及前蓋之間，並收納該照射用光 導板以及混色用光導板；以及一後蓋，該後蓋將該照射用光導板以 及該混光導板夾在後蓋以及基架之間，且前蓋以及後蓋均連接至 散熱體。藉此，顯示面板便可藉由一簡單結構即可連接至散熱體。 或者，該複數之發光一極體也可在顯示面板的相對位置上排 成陣列形式，該光學單元包含一擴散板，用以擴散以及透射來自 紅色二極體、綠色二極體以及藍色二極體之光線。 •會用發光二極體來當作一光源，影像之色 ΐίΐί，體的溫度上升，並由於支撐顯示面板之支標構件乃 ϊϊίϊί體，即使散熱體的尺寸增加，該顯示裝置也不會失去 整體質里平衡，如此顯示裝置的結構便可穩定。 【實施方式】 心 _Γΐ將參照_®示來詳細朗本發明之實_。首先，將 ί^ΐΐ—實施例。圖1為-分解立體圖，說明根據本實 曰顧液晶顯不裝置，®2為—部分剖面®，說明—與此液 ΞΓίΓί光二極體的陣列方向呈正交之剖面，圖3為4 液晶顯示裝置之發光二極體的陣列方向呈平行 。i二本說明書中’垂直於液晶顯示裝置之-顯示表： 一散S 根據本實施例中之液晶顯示裝置1内，設有 板構ϊ。由於散所製成n切斷方法塑型之 需達到作為作f—散熱體所能獲得之厚度且同時 散熱體2 i-長G板“之堅硬度，例*8mm。當從前端看時， 選擇性2成表面中，係 散熱體2的背端設置—散熱片單元3。散執片罝开q 之散熱片朝向背端豐立之複數 =背表面上。底部構件2 _散熱^的形狀為長條狀，且其高度例_靠 者複數之螺釘21 (見圖2)，散敎q + & A 至散熱體2。藉此，散熱片單元3'可緊密的二^件3a乃連接 在圖1中，係省略螺釘21的說明。此外，^广體2。且， 之之⑽= —底板4a以及從背板4a之三側（除了盥f母一個均由 延伸至她 在與螺釘21相對應的位置固定有螺帽23。螺釘乃 散糾單元/ 此，便隔著等同二=二螺接：中： -行。料二鋪5設有—底部構件5a以及在n 二體5之，列方向上延伸，且在所有發光二極體m 底部構件5a便可緊密固定於散健2。此外，在複g \ 體^严二極體以發出紅光，另外某些為X綠心 先-極體叫出綠光’以及剩下的為藍色發光二極體以發出 且’，在該巧發光二極體5之前端處，設置一反射器6，其在 -入射光以9G。的方向彎曲後輸出。反射器6 _狀為—區&四 ，圓柱體’並在發光二極體5的陣列方向上延伸，且反射器6之 f曲部分的内表©為-鏡面。反射器6係安置於賺22處 一來自于發光二極體5至前端的光線可入射至反射器6而可使 光線朝-^向端發射。且’反射器6在前面以及後面方向的位置 更可位於刖端而非在後蓋4之底板知處，且係位於與側板扑相 對應的位置。 1328703 射’且用以朝向背端反射一非透射極化光。且’該光學片可根據 所需發光性而作一最佳組合，且因此不必一定由三片組成。 一框架狀之基架12乃用以收納上述混色用光導板7、反射器 $、反射片10、照射用光導板9以及光學片11。基架12係安置於 後蓋4之内’且藉由基架12以及後蓋4，混色用光導板7、反射 片10、照射用光導板9以及光學片11均被夾於其中。 、 此外’在光學片11以及基架12的前端，設置一液晶面板13。 液BB面板13係為一透射式彩色液晶面板’乃在於兩透明基板間放 置一液晶層。此外’在液晶面板13之兩透明基板的表面上，係分 別黏附極化片（未顯示）。且液晶面板13之一中心區的前表面乃 作為液晶顯示裝置1之一顯示表面。一信號基板（未顯示）係連 ，至液晶面板13，而連接外部輸入電源之配線（未顯示）以及一 广像號則連接至此信號基板。且，由前端看來，液晶顯示面板 學片U、照射用光導板9、反射片10、散熱體2以及散熱 片單元3的外廓均大致彼此相同。 a一且，在液晶顯示面板13的前端，設置一前蓋14。如此，藉由 =蓋14以及基架12便可將液晶面板13夾於其中。在前蓋14&， $-框架狀之前表面板14a而可覆蓋液晶面板13之前表面的周

=。且，在前蓋14處亦設置四個自前表面板14a的外緣部延 者面板14b。其中’有兩個側面板14b係通過液晶面板 導板學片1卜照射用光導板9、反射片10、混色用光 端蓋4之外部橫向端，而到達發光二極體5 Ιΐϊϊί。另個板14b則更通過發光二極體5的橫向端而 到達散熱體2之較短侧的橫向端。 、 夕一U達散熱體2之較短側的橫向端之兩個側面板14b A中 之二係猎由-螺釘24螺合於散熱體2之螺孔2b而連$至^ 而剖面呈伏倒的U形的金屬固定部' 25 j接至散鐘2。金制定部25 #由—螺釘24螺合於 亦可連接至散熱體2。且，在到達散熱體2之橫向端的兩，固側面 11 1328703 板14b中，在對應於散熱體2之螺孔2b的位置上乃形成開口部或 凹槽（未顯示）。此外，在前蓋14内，乃裝設有液晶面板13、基 架12、光學片11、照射用光導板9、反射片1〇、混色用光導板7、 反射器8、後蓋4、反射器6以及發光二極體5。且，當驅動液晶 面板13之信號基板或類似者（未顯示）係安置於散熱體2以及前 蓋14之側板14b之間，且散熱體2與前蓋14無法^接以一螺釘 相連接時，便可使用金屬固定部25。因此，若有一結構可讓散熱 體2和前蓋14可以以一螺釘而彼此直接相連時，則可不需要金屬 固定部25。 '

且’散熱片單元3之底部構件3a、散熱體2、後蓋4之底板 4a、混色用光導板7、反射片1〇、照射用光導板9、光學片η、 ，，面板13以及前蓋14之前表面板I4a均設置為彼此平行。且， 後蓋4、基架12以及前蓋14均包含一支撐構件以支撐液晶面板 。itb支撐構件係由散熱體2所支撐，並支標著顯示面板以定 位顯示面板13和發光二極體5使兩者間保持一固定距離。後蓋4 以及前蓋14亦可當作顯示面板13的蓋子。 且，如圖3所示，利用螺釘26螺合於螺孔2a , 一固定侧基架 15便可當作一外部基架而裝附於散熱體2。固定側基架15可覆蓋 部分液晶顯示裝置1以便保護液晶顯示裝置丨，且由於速 定支柱（未顯示），固定側基架15可支樓液晶顯示裝置^接^外， 在固定側基架15巾’係形成-排氣口（未顯示）以便通風換氣。 且，對固定侧基架15而言，可設置一風扇以供應外部空氣至散埶 片早兀3。且，通常為了覆蓋液晶顯示裝置丨、固定側基架15以 及該峡支㈣-部份，乃連接-以樹脂或類似品製成且星有優 異外型之外部殼體（未顯示）。 ”接著’便要說明根據上述結構之本實施例的液晶顯示裝置工 、操作。首先，由於輸入液晶顯示裝置1之一外部輸入電以 一影像信號，液晶面板13便根據該影像信號而形成一影像原'另一 方面’該複數之發光二極體5，也就是紅色二極體、綠色二極體以 及藍色二極體分別朝向前端發射出紅s、綠絲藍光^這些 光線均分別入射進反射器6，且在反射器6以9(Γ彎曲其行進^ 之後便將這些光線發射至橫向端。這些由反射器6分別發^ 的彩色光線便人射至混色用光導板7，且當透射至橫向端時， 混色用光導板7中進行混色，之後便以—白光而到達反射器8。 士、’該白光乃由反射器8折回，也就是說，以18〇。來彎曲白光之 行進方向，之後再發射至橫向端。此光線係入射至照射用光導板 9 ’且當透射至橫向端時乃在照射用光導板9内被點給分散，之後 再大約一致地從由照射用光導板9的前表面朝向前端發射。 ，，由照射用光導板9的前表面發射出的光線乃由光學片u

所擴散、聚焦並極化，而入射至液晶面板13。此時，在光學片U j極化片上，只有一可入射至液晶面板1?之極化光可以通過。另 山方面，無法入射至液晶面板13之極化光便被極化片反射至背 重新使用。也就是說，已反射至背端的光線會被照射用光 或反射片10反射，而改成極化方向，而再一次入射至光學 片11。且，通過光學片u的光線會通過液晶面板13，結果便增 加二個影像而自液晶顯示裝置丨朝向前端發射。藉此，便可呈現 出影像。 ，時，由於操作發光二極體5，發光二極體5便會產生熱能。 該熱能會透射至散熱體2，再從散熱體2透射至散埶片單元3，再 從散刻單元3之散刻3b而釋放到空中。藉=便=卻發^ 二極體5。 接著將描述本實施例的效果。根據本實施例之液晶顯示裝置i 中，由於紅、綠、藍發光二極體5乃用來當作一光源，且來自這 些^光二極體的光線均為混色而入射進液晶面板，顯示出影像之 色彩重現便非常優異。雖然也可考慮使甩白色二極體來當作發光 一極體，但當使用白色二極體時，色彩重現率比起從各別彩色發 光二極體所發出的光線來混色的情況較低。 此外，在本實施例中，由於發光二極體5和散熱片單元3係 接至散倾2，於是便可腿發光二極體5所產 效地透射至散爐2 ’再將散熱體2之熱驗射至躲 再從散熱片單元3將該熱能釋放到空中。藉此，發光m的 溫度上升便可有效地抑制，而可防止發光二極 極Ϊ5維持—高數值的發光效率。且從前端；散執 增加尺寸至幾乎等同於液晶面板13的尺寸的程度厚ί則 可^加至例如8麵。藉此，散熱性能可以提升。結果，—且 胃發_之二極體便可裝設在液晶顯 s「 如此而改善影像發光性。 置1中 類ΐ傳統使用冷陰極線管當作光源之液晶顯示裝置 ^置，，、。構中，备散熱體如同本實施例般的增加尺寸時，由於 比=個;2質量超出許多’該裝置的動態結構便 心後蓋4以及前蓋14乃連接至散熱體 尺3及1蓋14而續液晶面板13。藉此，散熱體2之 有來當作一續基板，聽晶顯示裝置1即使在 ==2增加時也不會失去整體平衡，因此，該顯示裝』 此外’在本實施例中’散熱體2係與液晶面板13平行。 P使不增加液晶顯示裝置丨的尺寸，散熱體2之外聽可辦加至 板13相同的程度。如此，可改善散熱性能，且可i定的 叉得住顯示面板13。 且，在本實施例中，固定側基架15應與散熱體2相接。， ，固疋側基架15應與液晶齡裝置丨巾之—支撐基板 2^接相接，固定侧基架15便可穩定地支撑液晶顯示裝置也 ，疋說’當為了提升散熱性能而增大散熱體2的質量時，液晶顯 不裝置1之重心乃位於散熱體2内，但由於固定侧基架15係連 ^此重〜。卩刀’故液晶顯示裝置1仍可被穩定的支樓住。此外， 在散熱體2的側表面上乃設置觀2a，而固定基架15乃藉由將螺 1328703 釘合於這些螺孔2a而固定至散題2，因此，並不需要設置 一寺殊連接構件以連接散熱體2和固定側基架15。 0 if，由於散熱體2係以紹製成，故散熱體2之熱傳導性很高， 與體積相較之下重量很輕。此外，由於散熱體2乃以 T來迎’表面平坦性很高。藉此，散熱片單元3之底部構 ί 發光二極體5之底部構件5a可緊朗定至散熱體2而 可改善散熱性能。

且，在本實施例中，複數之發光二極體5乃排成一行，且設 巧射器6及8 ’混色用光導板7以及照射用光導板9可與液晶面 =3平行。藉此’可形成一用以將來自發光二極體5的光線混色 並統一之小型光學系統，如此可使液晶顯示裝置丨薄化。 且，由於反射片10的設置，當光線在混色用光導板7以及昭 =用光導板9内透射時，可預防兩光導板_光茂漏 光、 線利用率得以改善。 稽此尤 接著，將說明本發明之第二實施例。圖4為一剖面圖，說明 艮據本發明之第二實施例中之一液晶顯示裝置。如圖4所示，在 :液晶顯示裝置31中’在散熱體2之前表面上，也就是相對於液 :面板13之背表面的位置上，乃形成排列成一陣列形式且連接至 ，熱體2之複數之發光二極體5 也就是說，在排成一行的發光二 極體5上設置共同底部構件5a，底部構件5a乃藉由螺釘21 (見 ，2)而連接且緊密固定至散熱體2。且，分享單一基板％的各 1發光二極體5乃安置於彼此互相平行的複數行上。發光二極體5 、’01色一極體 '綠色一極體以及藍色二極體。此外，從發光二極 體5發射至前端的光線乃直接入射至一擴散板16，且與&據前述 之第一實施例中之液晶顯示裝置1 (見圖1)比較起來，並未設置 =射器6和8、混色用光導板7、反射片1〇、照射用光導板9、光 =片11以及後蓋4。且，一光學片π可設置於擴散板μ和液晶 面板13之間。本實施例除了上述以外的構造態樣均與前述第一 施例者相同。 15 1328703 在本實施例中，從發光二極體5發射至前端的光線乃直接入 射至擴散板16 ’通過擴散板16以及液晶面板之後，便發射至 外面。因此，比起前述第一實施例來說，反射器6和8、混色用光 ，板7、反射片1〇、照射用光導板9、光學片^以及後蓋4可以 省略。不僅如此，為了有效地混和來自發光二極體5的光線，必 須有效地廣泛確保發光二極體5與擴散板16之間的距離，與前述 第-實施例相較之下，讓液晶顯示裝置薄化的效果較小。本實施 例的操作及^果除了上述以外均與前述第—實施例者相同。 m ’在刖述第—及第二實施例中，雖然舉例說明液晶面板13 ，來虽作一顯示面板，本發明並不僅限於此，且例如，也可在一 ίϊΐΐί:正影像，一使影像印製在一透明片或類似物上的螢 幕也可用來虽作一顯示面板，如此而可將其放置於光學片的前 端。此時’趙示面板可與其他部分婉或 根據本發明之-顯林置也可包含-光盒在聽圍\心尤疋說 ㈣此外前述第二實施例中，也可省略光學片11以及液晶面 ^ 13 ’而藉由紅、綠、藍發光二極體來形成像素。藉此，即使不 ΐΐ散ίΐΪίί極體的光線，藉由根褲一影像信號而控制相關 發先一極體之發射強度，仍可直接形成一影像。

以叙L在3及ΐ二實施例中’雖,然舉例說明散熱體2乃 不僅限於此’只要散熱體係由—具有優異熱 製成卩可，因此散歸可例如由巧合金、銅、銅 σ备寻裝成。 鹿上及第二實施例可將發光二極體當作—光源而應用至 二置監=其是可適當地應用至印刷以及攝影為目 【圖式簡單說明】 海-=為一分解立體圖’顯示依本發明之第一實施例之一液晶 顯不裝置； 圖2為一部分剖面圖，顯示一與此液晶顯示裝置之發光二極 16 1328703 體的陣列方向呈正交之剖面； 圖3為一剖面圖，顯示一與此液晶顯示裝置之發光二極體的 陣列方向呈平行之剖面； 圖4為一剖面圖，顯示依本發明之第二實施例之一液晶顯示 裝置。 【主要元件符號說明】 1 液晶顯不裝置 2 散熱體

2a、 2b 螺孔 3 散熱片單元 3a 底部構件 3b 散熱片 4 後蓋 4a 底板 4b 側板 5 發光二極體 5a 底部構件 5b 發光部 6 反射器 7 混色用光導板 8 反射器 9 照射用光導板 10 反射片 11 光學片 12 基架 13 液晶面板 14 前蓋 14a 前表面板 14b側面板 17 1328703 15 21 22 23 24 25 26 31 固定側基架 螺釘 間隙 螺帽 螺釘 金屬固定部 螺釘 液晶顯示裝置

Claims (1)

1328703 99年3月12曰修正替換頁 94122549(無劃線） 、申請專利範圍： cl ' λ 4、 卜日修正! 翊充 一種顯示裝置，包含： a) . —發光二極體； _ b) . —光學單元，設置於該發光二極體之前側，該光學單ϋ 用以混合來自該發光二極體所發出之光線，並用以發出混 合光； 咚一顯示面板，設置於該光學單元之前側，該顯示面板藉由 自該發光二極體所發出之光線來顯示影像； d) .散熱體，其一主要前側表面連接至該發光二極體； e) .—支撐構件，包夾該顯示面板與該光學單元，該支撐構件 J括以下至少-者：—第_峨，延伸並連接至該散哉體 表面’·及-第二側板’延伸並連接至—固件， 該固疋構件連接至該散熱體的該側表面；其中 二連?構件存在於該散熱體與該支撐構件兩者之 高π熱體與該支 之間熱體與該支撐構件 配置成與該 連接一 帛丨彻磁，㈣咖包含- 4.如申請專利範圍第3項之顯示裝置，其中 之側表面上的一螺孔，藉由將該外部基架的:為設於該散熱體 内而將該散熱體固定於該外部基架。、7螺釘螺合於該螺孔 1328703 99年3月12日修正替換頁 94122549(無劃線） ^9鋁或鋁合 5.如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該散杂醫 金所製成。 6. 如申明專利範圍第1項之顯示裝置，其中更包含附著於該散熱 之散熱片。 ' … 7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之顯示裝置，其中該發光二 極體設置為複數個，該複數之發光二極體中某些為發出紅光的紅 色發光二極體，其他的某些發光二極體中某些為發出綠光的綠色 發光二極體，剩下的發光二極體為發出藍光的藍色發光二極體， 且β亥光學早元乃用以混和來自該紅色、綠色、藍色二極體的光線 並將混合光引導至該顯示面板。 8. 如申請專利範圍第7項之顯示裝置’其中該複數之發光二極體乃 排成一行，且該光學單元包含： a) . —混色用光導板’用以混和來自該紅色、綠色、藍色二極體 的光線； b) . —反射器，用以使來自該混色用光導板的光線折回；以及 c) . 一照射用光導板，設置於該混色用光導板以及該顯示面板之 間，用以將由該反射器入射之光線射出至該顯示面板的整個 表面。 9·如申請專利範圍第8項之顯示裝置，其中該支撐構件包含： a) . —前蓋’覆蓋於該顯示面板的周緣部； b) . —基架，用以將該顯示面板夾於此基架與該前蓋之間，並且 收納該照射用光導板以及該混色用光導板；以及 c) .一後蓋’用以將該照射用光導板以及該混色用光導板夾於此 後蓋和該基架之間，且該前蓋與該後蓋乃連接至該散熱體。 J 20 1328703 99年3月12日修正替換頁 94122549(無劃線） 10. 如申請專利範圍第7項之顯示裝置，其中該複數之發光二極體 在面對該顯示面板的位置排成一陣列形式，且該光學單元包含一 擴散板，用以擴散並透射由該紅色、綠色、藍色二極體射入的光 線。 11. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其中該顯示面板為一透射 式彩色液晶顯不面板。 十一、圖式：