TWI422919B - 背光單元與具有背光單元之液晶顯示器裝置 - Google Patents

Description

背光單元與具有背光單元之液晶顯示器裝置

本發明係主張關於2006年8月29日申請之韓國專利案號10－2006－0082044之優先權。

本發明係有關於一種背光單元與具有背光單元之液晶顯示器裝置。

舉例來說，顯示器有陰極射線管(CRT)、使用電光效應的液晶顯示器(LCD)、使用氣體放電效應的電漿顯示面板(PDP)和使用場致發光效應的電激發光顯示(ELD)裝置，而液晶顯示器為其中最被積極發展的裝置。

由於液晶顯示器裝置為一種光接收元件，影像的顯示乃是藉由調整外部輸入的光量，並需要一外部光源，例如背光單元。

背光單元使用一光發射燈管，如冷陰極燈管(CCFL)或發光二極體(LED)。

本發明在於提供一種可藉由提供一插設有發光二極體的發光二極體基板的反射片來增加反射光的背光單元，及一具有背光單元的液晶顯示器裝置。

本發明之實施例中提供一種藉由在反射片上的二極體嶔入孔的側表面的傾斜設計來改善亮度和顏色均勻性的背光單元，及一具有背光單元的液晶顯示器裝置。

本發明之實施例中藉由提供一種在反射片上介於發光二極體間有複數個光學顏色接收感應器而可調整光密度的背光單元，及一具有背光單元的液晶顯示器裝置。

本發明之實施例提供一種背光單元，其包含一包括一開口部的殼體、一在殼體開口部的模組基板、一在模組基板上的發光二極體、及一插設發光二極體的反射片。

本發明之實施例提供一種背光單元，其包含一包括一開口部的殼體、一在殼體開口部的模組基板、一在模組基板上的發光二極體、一插設發光二極體的發光二極體模組基板的反射片、及在反射片上的複數個光學接收部。

本發明之實施例提供一種液晶顯示器裝置，其包含一液晶顯示面板、一在液晶顯示面板下方的背光單元。背光單元包含一包括一開口部的殼體、一在殼體的模組基板、一在模組基板上的發光二極體、及一反射片，其有插設發光二極體的發光二極體基板。

以下，將結和圖示對本發明之較佳實施方面作詳細說明。

第1圖為本發明實施例中一種液晶顯示器裝置之剖視圖。

請參照第1圖，一液晶顯示器裝置100包含一背光單元101和一液晶面板105。

背光單元101提供光至一發光裝置或一顯示裝置。且背光單元101設置於液晶面板105的下方，為液晶面板105輻射所需的光。

背光單元101包含一殼體110、一模組基板120，其上插設有發光二極體、一反射片130和一光學片部(optical sheet part)150。殼體110中形成一開口部111，且至少一插設發光二極體的模組基板120容置於開口部111內。殼體110的端部側112有一傾斜結構作為一反射板(reflection plate)。

複數個發光二極體125固設在模組基板120上。

反射片130設置在模組基板120上，且在反射片上形成複數個二極體嶔入孔131。而發光二極體125就分別嶔入於二極體嶔入孔131中。發光二極體125可貫穿反射片130的二極體嶔入孔131，或插設有發光二極體125的二極體嶔入孔131可貫穿反射片130。而二極體嶔入孔131的形狀可根據嶔入的發光二極體125的數量、尺寸、或形狀而變化。

光學片部150包含至少一光學片，至少一光學片設置在發光二極體125和反射片130上。再者，光學片部150包含一擴散片(diffusion sheet)(圖未示)和一稜鏡片(圖未示)。擴散片擴散入射光以改善通過擴散片的光的均勻 性。稜鏡片包含一水平稜鏡片和一垂直稜鏡片作為折射和收集入射光，進而改善在一背光單元表面的亮度。稜鏡片更可包含一亮度增強膜(luminance intensifying film)(圖未示)。根據一實施例，光學片部150可被移除。

液晶面板105藉由從背光單元101提供的光來顯示一對應輸入影像訊號的影像。液晶面板105包含面對薄膜電晶體(TFT)基板的彩色濾光片基板、一液晶層依據介於薄膜電晶體基板和彩色濾光片基板之間的電場來調整光穿透率(light transmittance)、及一間隔物(Spacer)用以維持薄膜電晶體基板和彩色濾光片基板的間隙(Cell gap)。一偏光透鏡分別設置於液晶面板的兩側。根據一實施例，液晶面板並不限定為上述之液晶面板。

第2圖繪示本發明一實施例之無第1圖反射片之背光單元平面圖。背光單元具有一無光學片部150的結構。

請參閱第1圖和第2圖，模組基板120設置在殼體110的開口部111，且複數個發光二極體125固設在模組基板120上。發光二極體排列成至少一行(column)，且當排列成複數行時，相鄰的發光二極體固設排列成鋸齒狀(zigzag)。

當反射片130設置在模組基板上時，發光二極體125分別插設於二極體嶔入孔131中，且插入的發光二極體125貫穿反射片130的二極體嶔入孔131。此處，發光二極體125可分別佈設在二極體嶔入孔131的中間位置。

反射片可為金屬所形成，如有高反射性的鋁。或是反射片130的表面和二極體嶔入孔131的側表面132塗佈反射物質。反射片的反射比可超過90%。

二極體嶔入孔131的側表面132可形成一傾斜表面。即是，二極體嶔入孔131的頂部直徑比底部直徑大。

至少一光學接收部141設置在反射片130上。光學接收部141是一種具有一預定面積的光纖，其有一寬的開口部用來偵測從發光二極體125射出的光。

光學接收部141設置的位置可在反射片130的中央、沿著中央、或角落。此外，光學接收部141的數量和它們的位置可根據背光單元的尺寸而改變。

傳輸線143分別連接至光學接收部141，且傳輸線143亦可為光纖。傳輸線143傳輸入射到光學接收部141的光到顏色接收感應器145，其中傳輸線設置在反射片130上。此外，光學接收部和傳輸線可由具有個別不同尺寸的光纖所形成。

顏色接收感應器145偵測由傳輸線143傳輸的光作為電能訊號，並將偵測到的電能訊號提供作為控制每一顏色的發光二極體晶片的驅動電流的資料。例如、紅色發光二極體晶片的光強度、綠色發光二極體晶片的光強度、和藍色發光二極體晶片的光強度分別地被偵測出，因此每一發光二極體晶片的驅動電流將被控制且用來改善混色光成為一致的光強度。

此外，複數個螺栓孔137形成在反射片130上。反射片130經由螺栓(圖未示)和螺栓孔137貼附到模組基板120或殼體110以固定反射片130。此一做法，可防止部分反射片130的不浮貼。因此，可被避免因反射片的不浮貼區域而造成亮度和顏色一致性的衰退問題。

螺栓的頭部(圖未示)可塗上白色，因此，它的反射率可超過70%。此處，根據一實施例，螺栓是用來固定反射片，但其它固定手段或黏著手段亦可被用來作為固定之用。

第3圖繪示在第1圖中發光二極體晶片排列的視圖。

請參閱第3圖的(A)，發光二極體125有一紅色發光二極體(LED)晶片126、一綠色發光二極體(LED)晶片127、和一藍色發光二極體(LED)晶片128，其排列成順時針轉動方向的三角形結構。請參閱第3圖的(B)，發光二極體125有紅色LED晶片126、藍色LED晶片128、和綠色LED晶片127，其排列成逆時針轉動方向的三角形結構。紅色LED晶片126、綠色LED晶片127、和藍色LED晶片128的排列可改變，且不限定上述的排列方式。

此外，發光二極體125可為紅色LED晶片126、綠色LED晶片127、和藍色LED晶片128，或至少一藍色LED晶片128和一螢光物質。實施例中的發光二極體的也不限於上述之發光二極體125。

第4圖繪示本發明實施例一發光二極體耦接至在反射片上的二極體嶔入孔的剖視圖。第5圖繪示本發明實施例一發光二極體耦接至在反射片上的二極體嶔入孔的平面圖。

請參閱第4圖，反射片130的二極體嶔入孔131有一側表面132，且側表面132有一傾斜側表面其從底部朝頂部漸漸變寬。因此，光可以輕易地被反射。

此處，側表面132的傾斜角度θ與反射片130的底部表面可介於20至80度間。

此外，因為發光二極體125是設置在反射片130的二極體嶔入孔131的中央，介於二極體嶔入孔131的底部和發光二極體125的底部的距離G1和G2是相同的。因此，由於發光二極體125射出的光是一致地從反射片130的二極體嶔入孔131之側表面132反射，在側表面偏向某一方向的反射光可因此減少。

介於發光二極體125底部和反射片130的二極體嶔入孔131的可容許公差為0<公差≦0.1mm。為了維持在公差範圍內，在製作發光二極體125時，鑄造流程是重複地進行。如此，發光二極體125的半球形模結構可均勻成形。

此外，反射片130的高度H1可為發光二極體125高度H2的50%~90%。如此，部分從發光二極體125射出的光可有效地經由反射片130的表面和側表面132被再一次反射。

再者，因為介於二極體嶔入孔131的底部和發光二極體125的底部的距離G1和G2是幾乎相同，從發光二極體125射出的光可一致地在反射片130的二極體嶔入孔131的側表面132被反射。

第6圖繪示本發明實施例在反射片上經改良後的二極體嶔入孔的視圖。

請參閱第6圖，反射片130的二極體嶔入孔131的尺寸可依據區域而改變。例如、在反射片130的中間區域A0的二極體嶔入孔131之底部直徑G4可大於在外部區域A1、A2、A3、和A4的二極體嶔入孔131之底部直徑G3。

此處，在反射片130外部區域A1、A2、A3、和A4中，介於二極體嶔入孔131和發光二極體125的距離之最小公差或許低於0.1mm，如此可將發光二極體125置於外部區域A1、A2、A3、和A4的二極體嶔入孔131中央。因此，在其它區域的發光二極體125將被自動地集中在二極體嶔入孔131。

又反射片130的外部區域A1、A2、A3、和A4包含在反射片130上的至少一左區域A1、一右區域A2、一上區域A3、和一下區域A4。

此外，在中間區域A0的側表面之一傾斜角度可與其它外部區域A1、A2、A3、和A4之側表面傾斜角度不同。

說明書上所揭露之不同範例說明均代表具有一特定特徵、結構、或特色的實施例。在說明書中不同之處所揭露的說明並不侷限於在相同實施例中實施。再者，當一特定特徵、結構、或特色的實施例被揭露於說明書中任一實施例中，熟知此技藝者可依據所揭露的實施例內容範圍作用於不同之實施例中。

根據背光單元和具有背光單元之液晶顯示器裝置，可藉由發光二極體部分貫穿反射片增加一定量的反射光。

再者，因為發光二極體分別設置在二極體嶔入孔的中央。光從背光單元射出的亮度和顏色均勻性因此可以改善。

此外，光學接收元件設置在反射片上，因此在每一顏色的光密度可被加以控制進而改善混色光。

而且，因為螺栓固定反射片所露出的部分被塗佈成白色，提升了螺栓的反射率。

雖然本創作之實施例揭露較佳方式如上所述，然其並非用以限定本創作，任何熟習相關技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更新與潤飾，因此本創作之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．液晶顯示器裝置

101．．．背光單元

105．．．液晶面板

110．．．殼體

111．．．開口部

112．．．端部側

120．．．模組基板

125．．．發光二極體

126．．．紅色LED晶片

127．．．綠色LED晶片

128．．．藍色LED晶片

130．．．反射片

131．．．二極體嶔入孔

132．．．側表面

137．．．螺栓孔

141．．．光學接收部

143．．．傳輸線

145．．．顏色接收感應器

150．．．光學片部

A0．．．中間區域

A1、A2、A3、A4．．．區域

H1．．．高度

H2．．．高度

G1．．．距離

G2．．．距離

G3．．．底部直徑

G4．．．底部直徑

θ．．．傾斜角度

第1圖 繪示本發明實施例之液晶顯示器裝置之剖視圖。

第2圖 繪示本發明實施例之無第1圖反射片之光單元之平面圖。

第3圖 繪示在第1圖中發光二極體晶片排列的視圖。

第4圖 繪示本發明實施例一發光二極體耦接至在反射片上的二極體嶔入孔的剖視圖。

第5圖 繪示本發明實施例一發光二極體耦接至在反射片上的二極體嶔入孔的平面圖。

第6圖 繪示本發明實施例在反射片上經改良後的二極體嶔入孔的視圖。

100．．．液晶顯示器裝置

101．．．背光單元

105．．．液晶面板

110．．．殼體

111．．．開口部

112．．．端部側

120．．．模組基板

125．．．發光二極體

130．．．反射片

131．．．二極體嶔入孔

137．．．螺栓孔

150．．．光學片部

Claims (18)

1. 一種背光單元，包括：一殼體包含一開口部；一模組基板容置在該殼體之該開口部中；一發光二極體設置在該模組基板上；以及一反射片，該發光二極體插設到該反射片，其中該反射片的一外部區域的一二極體嶔入孔的一直徑與一中間區域的一二極體嶔入孔的一直徑不同，其中該中間區域的該二極體嶔入孔的該直徑比在該外部區域的該二極體嶔入孔的該直徑大，以及其中該中間區域中之該二極體嵌入孔之一側表面之一傾斜角與該外部區域中之該二極體嵌入孔之一側表面之一傾斜角不同。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光單元，其中該發光二極體包含至少一紅色發光二極體晶片、一綠發光二極體晶片、或一藍色發光二極體晶片。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光單元，其中該發光二極體佈設至少一行在該模組基板上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光單元，包含一二極體嶔入孔在該反射片，該二極體嶔入孔包含至少一發光二極體插設於其中。
5. 如申請專利範圍第4項所述之光單元，其中該反射片的該二極體嶔入孔之一側表面從該發光二極體的底部朝頂部逐漸變寬。
6. 如申請專利範圍第4項所述之光單元，其中介於該發光二極體 和該二極體嶔入孔的一距離最小公差為0<公差≦0.1mm。
7. 如申請專利範圍第5項所述之光單元，其中該反射片的該二極體嶔入孔的一側表面的一傾角介於20度至80度間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之光單元，其中該反射片的一高度為該發光二極體的一高度的50%至90%。
9. 如申請專利範圍第1項所述之光單元，包含複數個螺栓連接該反射片到該模組基板或該殼體，該些螺栓分別有塗佈白色的一頭部。
10. 一種背光單元，包括：一殼體包含一開口部；一模組基板容置在該殼體之該開口部中；一發光二極體設置在該模組基板上；一反射片，設置有該發光二極體的該模組基板插設到該反射片；以及複數個光學接收部設置在該反射片上，其中該反射片的一外部區域的一二極體嶔入孔的一直徑與一中間區域的一二極體嶔入孔的一直徑不同，其中該中間區域的該二極體嶔入孔的該直徑比在該外部區域的該二極體嶔入孔的該直徑大，以及其中該中間區域中之該二極體嵌入孔之一側表面之一傾斜角與該外部區域中之該二極體嵌入孔之一側表面之一傾斜角不同。
11. 如申請專利範圍第10項所述之背光單元，包含複數個二極體 嶔入孔設置在該反射片，該些二極體嶔入孔包含分別插設於其中的複數個發光二極體及分別包含一側表面具有底部較頂部窄的一結構。
12. 如申請專利範圍第10項所述之背光單元，包含複數條傳輸線設置在該反射片上，該些傳輸線傳輸從該些光學接收部偵測到的光到複數個顏色接收感應器。
13. 如申請專利範圍第12項所述之背光單元，其中該些光學接收部和該些傳輸線由具有個別不同尺寸的光纖所形成。
14. 如申請專利範圍第10項所述之背光單元，包含至少一光學片設置在該發光二極體和該反射片上。
15. 一種液晶顯示器裝置，包括：一液晶面板；以及一背光單元設置於該液晶面板下方，其中該背光單元包含；一殼體包含一開口部；一模組基板容置在該殼體；複數個發光二極體設置在該模組基板上；以及一反射片，該發光二極體插設到該反射片，其中該反射片的一外部區域的一二極體嶔入孔的一直徑與一中間區域的一二極體嶔入孔的一直徑不同，其中該中間區域的該二極體嶔入孔的該直徑比在該外部區域的該二極體嶔入孔的該直徑大，以及其中該中間區域中之該二極體嵌入孔之一側表面之一傾 斜角與該外部區域中之該二極體嵌入孔之一側表面之一傾斜角不同。
16. 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示器裝置，其中該反射片包含複數個二極體嶔入孔，該些二極體嶔入孔包含該些發光二極體插設於其中，該些發光二極體分別置於該些二極體嶔入孔的中央。
17. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示器裝置，其中該些二極體嶔入孔的一側表面相關於該反射片之一底部朝外傾斜20度至80度，且介於該些二極體嶔入孔之一底部和該些發光二極體之一底部的一距離之最小公差低於0.1mm。
18. 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示器裝置，更包含在該反射片上的一種光纖的一光學接收部和一傳輸線。