TWI434320B - 場發射背光模組、顯示裝置及碗狀反射結構之製作方法 - Google Patents

Description

場發射背光模組、顯示裝置及碗狀反射結構之製作方法

本發明係有關一種背光源，特別是一種場發射背光模組、顯示裝置及碗狀反射結構之製作方法。

運用場發射電子的特性所製作的場發射顯示器(Field emission display，FED)可應用於液晶顯示器(LCD)的薄型平面結構上，此外，也由於場發射顯示器在亮度、應答速度與視界範圍等規格都優於傳統液晶顯示器之冷陰極線光源(CCFL)之燈管。因此，場發射背光源(Field Emission Backlight，FEB)相當適合作為液晶顯示器之背光模組。

反射式背光是將螢光粉層沉積於反射層(可為鋁或銀等)上，經由陰極場發射源之電子束激發後，使螢光粉層發光，反射層則可將背部光源反射至陰極面，使光源利用率提高，且貼合TFT-LCD的是溫度較低的陰極面，此結構比起傳統直接式，其溫度與亮度都更具有優勢。

在技術發展上，工研院電子所於2005年提出將場發射背光源之結構更改為反射式結構，此結構將原先結構產生往下的光，反射至液晶面，可使光源更有效率的應用，並提高亮度。

然而，此種反射式之場發射背光架構，會讓所產生的光經反射後四散，而使得區域的光暈過大，而無法集中，使得在顯示控制時，要達到特定區域點亮的效果並不容易。因此，無法讓液晶顯示器達成高對比的特性，如此反而降低了場發射背光源的優勢。

因此，如何運用場發射背光源的優勢，設計出能同時能滿足薄型化、高光源利用率(節能)、高對比等特性的場發射背光模組，成為現今顯示器設計的重要課題。

鑑於以上先前技術的問題，本發明提出一種場發射背光模組，包含：基板與碗狀反射結構體。其中，基板上設置複數個場發射光源。碗狀反射結構體則由複數個碗狀反射結構與配置於其上的螢光層所構成。其中，碗狀反射結構係面對場發射光源，而螢光層則配置於碗狀發射結構上並位於碗狀發射結構與場發射光源之間。

本發明更提供一種顯示裝置，由本發明的場發射背光模組再搭配一顯示面板而構成，其中，顯示面板係設置於承載場發射光源之基板背對場發射光源之一側。

本發明尚提供一種碗狀反射結構之製作方法，包含：塗佈複數個球狀體於一第一基板上；沉積一反射層於該些球狀體上；及移除該些球狀體，以形成複數個碗狀反射結構。

運用本發明之場發射背光模組、顯示裝置及碗狀反射結構之製作方法，可製作出具有高亮度、高對比之顯示裝置。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

本發明係將反射層結構以具有聚光效果的碗狀結構體，從而提高其區域點亮的效果，使場發射反射式背光模組更具競爭力。

首先，請參考第1A圖，其係為本發明之場發射背光模組之結構示意圖，場發射背光模組包含有幾個主要部分：第一基板110、由多個碗狀反射結構120與螢光層140構成的碗狀反射結構體。其中，第一基板110上設置有多個場發射光源112，其可發射第一光線200。碗狀反射結構120設置於第二基板130並面對場發射光源120，且碗狀反射結構120上配置有螢光層140，螢光層140位於碗狀發射結構120與場發射光源112之間。須注意到的是，當反射層的強度足夠，第二基板130亦可省略不用。如此，第一光線200經螢光層140吸收轉換為第二光線300，並藉由碗狀反射結構140集中往第一基板110的方向發射。如第1A圖所示者，第二光線300可達到集中效果，進而可提高場發射背光模組所產生光源的對比度。

本發明的場發射背光模組可運用於一顯示裝置，使其具有高亮度、高對比的特性。此顯示裝置即由本發明的場發射背光模組再搭配一顯示面板而構成，如第1B圖所示者。其中，顯示面板150係設置於第一基板110背對背對場發射光源112之一側，即，顯示面板150設置於第一基板110之上側。

碗狀反射結構體係由多個碗狀反射結構120構成，而碗狀反射結構120可有多種排列方式。接著，請參考第2A、2B圖，其係為本發明之碗狀反射結構之第一例與第二例。在第2A圖中，碗狀反射結構120係以六方緊密堆積方式配置而構成碗狀反射結構體。在第2B圖中，碗狀反射結構120係以矩陣方式配置而構成碗狀反射結構體。

不同的碗狀反射結構120的排列，相對應地，可有多種不同的場發射光源112的排列配置方式。例如，以一個場發射光源112對應多個碗狀反射結構120的配置方式。或者，以一個場發射光源112對應一個碗狀反射結構120的配置方式。或者，以多個場發射光源112對應一個碗狀反射結構120的配置方式。以下，將列舉數個配置的實施例。

請參考第3A圖，其係為本發明之碗狀反射結構之第一例中，其與場發射光源之相對關係之一例，其係為一個場發射光源112對應多個碗狀反射結構的實施例。在本實施例中，碗狀反射結構120係以六方緊密堆積方式配置而構成碗狀反射結構體。碗狀反射結構體係包括多個六角形單元，每個六角形單元包括至少七個排列成六角形之碗狀反射結構120，如第3A圖所示者。在本實施例中，場發射光源112與碗狀反射結構120的對應，係以一個場發射光源112對應一個六角形單元160(包括七個碗狀反射結構120)方式配置，且場發射光源112之中心係對應至六角形單元之中心。

請參考第3B圖，其係為本發明之碗狀反射結構之第二例中，其與場發射光源之相對關係之一例，其係為一個場發射光源112對應多個碗狀反射結構的實施例。在本實施例中，碗狀反射結構120係以矩陣方式配置而構成碗狀反射結構體。在本實施例中，場發射光源112與碗狀反射結構120的對應，係以一個場發射光源112對應多個碗狀反射結構120方式配置，且場發射光源112之中心係對應至多個矩陣排列的碗狀反射結構120之中心。

換句話說，場發射光源112與碗狀反射結構120的對應關係，可以一個場發射光源112對應一個對應區塊170方式配置，每個對應區塊包含m×n個碗狀反射結構120，且場發射光源112之中心係對應至對應區塊，亦即，m×n個碗狀反射結構120之中心，其中m,n為正整數。於本實施例中，m=n=3，然應了解，以上實施例係為示例，並非用以限制本發明，例如，m與n亦可為不相等的正整數。

請參考第3C圖，其係為本發明之碗狀反射結構之第三例中，其與場發射光源之相對關係之一例，其係為一個場發射光源112對應一個碗狀反射結構120的實施例。在圖中，每個場發射光源112均對應到碗狀反射結構120的中心。

請參考第3D圖，其係為本發明之碗狀反射結構之第四例中，其與場發射光源之相對關係之一例，其係為4個場發射光源112對應一個碗狀反射結構的實施例。

在設計上，多個場發射光源112對應一個碗狀反射結構120的方式，可以mxn個場發射光源112對應一個碗狀反射結構120方式配置，且碗狀反射結構120之中心係對應至m×n個場發射光源112之中心，其中m,n為正整數。於本實施例中，m=n=2，然應了解，以上實施例係為示例，並非用以限制本發明，例如，m與n亦可為不相等的正整數。

其中，碗狀反射結構120之球半徑係為0.1微米(um)~1000微米(um)之間。亦即，可以實際上的設計需求來依據調整碗狀反射結構120與場發射光源112的對應關係，再依據場發射光源112的大小來設計碗狀反射結構120的球半徑大小。

接下來，請參考第4A~4C圖，其係為本發明之碗狀反射結構之製作方法流程示意圖。

首先，塗佈多個球狀體420於第三基板410上。其中，塗佈的方式可採用旋轉塗佈法或浸鍍法皆可。此外，球狀體420可為聚苯乙烯(PS)顆粒。如第4A圖所示。至於球狀體420的排列方式，則可採用六方緊密堆積或矩陣配置。

接著，沉積一反射層於球狀體上420，而構成多個碗狀反射結構120。由於反射層形成於球狀體420之上的過程，相鄰的碗狀反射結構會彼此連結而構成一體。其中，沉積反射層於球狀體420上，可採用蒸鍍法、濺鍍法或電鍍法。如第4B圖所示。由於球狀體420的粒徑範圍可控制，亦即，0.1 um~1000 um，碗狀反射結構120之半徑可藉此控制之。

最後，移除球狀體420，即可形成複數個碗狀反射結構，且該些碗狀反射結構因為一體成型製作，而能方便進行移動。其中，移除球狀體420可採用高溫燒除法直接將球狀體420燒除，其係於反射層所構成的碗狀反射結構120其熔點較球狀體420高時可採用之。最後再將此反射層黏起並翻轉並擺置於第二基板130即完成，如第4C圖所示，須注意到的是，當反射層的強度足夠，第二基板130亦可省略不用。後續，再於碗狀反射結構120上形成螢光層即完成碗狀反射結構體。

雖然本發明的技術內容已經以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所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，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。

110．．．第一基板

112．．．場發射光源

120．．．碗狀反射結構

130．．．第二基板

140．．．螢光層

150．．．顯示面板

160．．．六角形單元

170．．．對應區塊

200．．．第一光線

300．．．第二光線

410．．．第三基板

420．．．球狀體

第1A圖係為本發明之場發射背光模組之結構示意圖；

第1B圖係為本發明之顯示裝置之結構示意圖；

第2A圖係為本發明之碗狀反射結構之第一例；

第2B圖係為本發明之碗狀反射結構之第二例；

第3A圖係為本發明之碗狀反射結構之第一例中，其與場發射光源之相對關係之一例；

第3B圖係為本發明之碗狀反射結構之第二例中，其與場發射光源之相對關係之一例；

第3C圖係為本發明之碗狀反射結構之第三例中，其與場發射光源之相對關係之一例；

第3D圖係為本發明之碗狀反射結構之第四例中，其與場發射光源之相對關係之一例；及

第4A~4C圖係為本發明之碗狀反射結構之製作方法之製作流程示意圖。

110．．．第一基板

112．．．場發射光源

120．．．碗狀反射結構

130．．．第二基板

140．．．螢光層

200．．．第一光線

300．．．第二光線

Claims (15)

1. 一種場發射背光模組，包含：一基板，其上設置複數個場發射光源；及一碗狀反射結構體，包含複數個碗狀反射結構，該些碗狀反射結構面對該些場發射光源；及一螢光層，配置於該碗狀發射結構上並位於該碗狀發射結構與該些場發射光源之間。
2. 如請求項1所述之場發射背光模組，其中該些場發射光源與該些碗狀反射結構，係以一個該場發射光源對應複數個該碗狀反射結構方式配置。
3. 如請求項1所述之場發射背光模組，其中該些場發射光源與該些碗狀反射結構，係以一個該場發射光源對應一個該碗狀反射結構方式或多個該場發射光源對應一個該碗狀反射結構方式配置。
4. 如請求項1所述之場發射背光模組，其中該些碗狀反射結構係以六方緊密堆積方式配置。
5. 如請求項4所述之場發射背光模組，其中該碗狀反射結構體係包括多個六角形單元，每個該六角形單元包括至少七個排列成六角形之該些碗狀反射結構，該些場發射光源與該些碗狀反射結構，係以一個該場發射光源對應一個該六角形單元方式配置，且該場發射光源之中心係對應至該六角形單元之中心。
6. 如請求項1所述之場發射背光模組，其中該些碗狀反射結構係以矩陣方式配置。
7. 如請求項6所述之場發射背光模組，其中該些場發射光源與該些碗狀反射結構，係以一個該場發射光源對應m×n個該碗狀反射結構方式配置，且該場發射光源之中心係對應至m×n個碗狀反射結構之中心，其中m,n為正整數。
8. 如請求項1所述之場發射背光模組，其中該些碗狀反射結構之球半徑係為0.1微米(um)~1000微米(um)之間。
9. 一種顯示裝置，係包括申請專利範圍第1至8項任一項所述之場發射背光模組，該顯示裝置更包括一顯示面板，該顯示面板設置於該基板背對該些場發射光源之一側。
10. 一種碗狀反射結構之製作方法，包含：塗佈複數個球狀體於一第一基板上；沉積一反射層於該些球狀體上；及移除該些球狀體，以形成複數個碗狀反射結構。
11. 如請求項10所述之碗狀反射結構之製作方法，其中該些球狀體係為聚苯乙烯(PS)顆粒。
12. 如請求項10所述之碗狀反射結構之製作方法，其中塗佈該些球狀體於一第一基板上之方法係採用旋轉塗佈法或浸鍍法。
13. 如請求項10所述之碗狀反射結構之製作方法，其中形成該些球狀體於一第一基板上之步驟，更包含：排列該些球狀體呈六方緊密堆積或矩陣配置。
14. 如請求項10所述之碗狀反射結構之製作方法，其中沉積該反射層於該些球狀體，係採用蒸鍍法、濺鍍法或電鍍法。
15. 如請求項10所述之碗狀反射結構之製作方法，其中移除該些球狀體，係採用高溫燒除法。