TWI579618B - 背光組件及包含該背光組件的液晶顯示器 - Google Patents

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Description

背光組件及包含該背光組件的液晶顯示器
本發明係關於一種背光組件，尤其是，關於一種能够獲得均勻白光，同時防止漏光的背光組件，以及一種包括該背光組件的液晶顯示裝置。
平板顯示器(flat panel display,FED)是取代傳統陰極射線管(CRT)顯示裝置，用於實現包括例如筆記型電腦、個人數位助(PDAs)等等的可攜式電腦，或可攜式行動終端等等，以及桌上型電腦的顯示器的精簡型、重量輕的系統的一種必要的顯示裝置。
目前商品化的平板顯示裝置包括液晶顯示器(LCD)、電漿顯示面板(PDP)、有機發光顯示裝置等等。其中，使用在行動裝置、電腦顯示器、HDTVs等等中的LCD由於例如優良的可視性、容易縮減厚度、低耗能、低熱能等等的優勢已經凸顯出來。
一LCD包括一液晶顯示面板和一背光組件，該液晶顯示面板包括貼附的兩個基板和插入在其間的一液晶層，該背光組件從該液晶面板的下側提供光。
該背光組件使用冷陰極螢光燈(CCFL)、外部電極螢光燈(EEFL)、發光二極體(LED)等等。其中，具有例如精簡性、低耗能、高可靠性等等特徵的LED被廣泛用作顯示器的光源。
近來，為了提高LCDs的色域(或色彩重現範圍)，替代一般白光LED的一藍光LED被用作背光組件的光源。同樣地，提供了用於將從藍光LED發出的藍光轉換成白光的一個別的光轉換片。
第1圖是說明先前技術LCD裝置的視圖，以及第2圖是第1圖的“A”部分的放大視圖。
參考第1圖，先前技術的LCD 1包括一液晶顯示面板10、一背光組件、以及複數個接收容器，用於接收液晶顯示面板10和該背光組件，例如一支撐主體35和一底蓋30。
液晶顯示面板10具有一結構，在該結構中兩個基板11和13以其間以一預定間隙貼附，以及一液晶層(未顯示)插入在兩個基板11和13之間。當該液晶層的光學特徵根據形成在兩個基板11和13之間的電場變化時，液晶面板10顯示影像。液晶面板10一旦接收到連接至兩個基板11和13其中的一個的一驅動電路(未顯示)的信號即驅動。
該背光組件設置在液晶面板10下面並且將光提供至液晶面板10。該背光組件包括光源27和28、一導光板25、一光轉換片23、光學片21、以及一反射片26。
光源27和28包括複數個藍光LEDs 27和其上安裝藍光LEDs 27的一可撓性印刷電路板(FPCB)28。光源27和28從藍光LEDs 27發出藍光。
導光板25係設置鄰近於光源27和28，並且將通過一光進入表面從光源27和28入射的藍光向上發出，亦即，穿過一光出射面。
反射片26設置在導光板25的背面，並且將從光源27和28行進至導光板25的下側的光反射至導光板25的上側。
光轉換片23設置在導光板25的上表面並且將從導光板25發出的藍光轉換成白光。
光轉換片23可以包括在其中的複數個量子點，並且從導光板25提供的藍光的波長被該等量子點選擇性地轉換以發出紅光和綠光。波長轉化的紅光和綠光連同從導光板25提供的藍光在光轉換片23內混合，從而最終發出白光。
光學片21設置在光轉換片23上並且漫射和聚集從光轉換片23輸出的白光。該光學片21包括一個或多個稜鏡片，並且被光學片21漫射和聚集的光被提供至液晶面板10的背面。
包括前述構件的該背光組件係容納在底蓋30中，並且被支撐主體35固定。液晶面板10設置在支撐主體35上。同樣，一頂蓋(未顯示)從液晶面板10的上側耦合至底蓋，從而完成LCD裝置1。
如第1圖中之“A”部分所示，在先前技術LCD裝置1中，光轉換片23和FPCB 28藉由在導光板25的上表面的一預定間隙而被設置成彼此隔開。因此，從藍光LED 27發出的光通過導光板25所曝露的上表面向外漏出，造成漏光現象。
亦即，如第2圖中說明的，光源27和28的藍光LED 27沿複數個方向發出光，並且所發出的光通過導光板25的該光進入面入射以及反射和折射以在導光板25內行進。已經行進至導光板25內部的光穿過導光板25的光出射面向上發出。
在此，當從藍光LED 27發出的光係以一準確的入射角度(B)入射至導光板25的光進入面時，入射光在導光板25內被反射和折射以便被發出到該光出射面，在該光出射面中，導光板25和光轉換片23彼此重疊。光轉換片23將從導光板25提供的光，亦即，藍光，轉換成白光，並且將白光提供至光學片21。
然而，如果從藍光LED 27發出的光以一不準確的入射角度(B’)入射至導光板25的光進入面，入射光在導光板25內被反射和折射以便通過導光板25的所曝露的上部分向外輸出。
因此，在先前技術LCD裝置1中，由於FPCB 28和光轉換片23通過導光板25上的一間隙設置成彼此隔開，從藍光LED 27發出的光通過導光板25的所曝露的上部分向外漏出，造成漏光。
漏光引起在液晶顯示面板的一側上偏藍的現象，其導致LCD裝置1的缺陷螢幕影像。
因此，本詳細說明書的一態樣係用以提供一種能够改善漏光的背光組件、以及一種包括該背光組件的液晶顯示裝置。
為了實現這些和其他優勢並且根據本說明書的目的，如在此具體並且廣泛的說明，一種背光組件可以包括：一光源單元，其包括安裝在一可撓性印刷電路板(FPCB)上的一個或多個發光二極體(LEDs)；一導光板，其設置成與該光源單元相鄰並且設置成與其上表面的一部分之該FPCB接觸；一光轉換片，其設置在該導光板上並且與該FPCB隔開，並且被配置以將來自該光源單元通過該導光板所提供的光的波長帶選擇性地轉換以發出白光；以及一反光帶，其從該FPCB的上表面的一部分延伸黏附至該光轉換片的上表面的一部分。
根據本發明的實施例，由於反光帶被黏附至導光板的一上部分，以通過導光板的上表面反射漏出的光，可以阻止漏光。
同樣，當藍光LED使用在光源單元中時，具有高强度的藍光從該光源單元與該導光板鄰近的部分發出、阻止該光轉換片發出均勻白光的現象得以防止，從而可以獲得具有廣色域的白光。
本申請案的適用性的進一步範圍從下文給出的詳細說明中更加顯而易見。然而，應理解詳細的說明和具體的示例，儘管表示本發明的較佳實施例，僅藉由舉例的方式給出，因為從詳細的說明中本發明的精神和範圍內的各種變化和修改對本領域技術人員是顯而易見的。
100‧‧‧LCD裝置
101‧‧‧第一基板
103‧‧‧第二基板
110‧‧‧液晶面板
120‧‧‧光源單元
121‧‧‧FPCB
123‧‧‧發光二極體(LEDs)
130‧‧‧導光板
140‧‧‧反射片
150‧‧‧光轉換片
160‧‧‧光學片
170‧‧‧底蓋
180‧‧‧支撐主體
200‧‧‧反光帶
210‧‧‧黑色阻擋層
220‧‧‧白色反射層
TFT‧‧‧薄膜電晶體
FPCB‧‧‧可撓性印刷電路板
Q1‧‧‧第一量子點
Q2‧‧‧第二量子點
B_L‧‧‧藍光
W_L‧‧‧白光
L、L’‧‧‧光
D‧‧‧重疊寬度
附圖，其被納入以提供對本發明的進一步理解，以及併入以及構成本說明書的一部分，說明示例性實施例並且與說明書一起用來解釋本發明的主旨。
在附圖中：第1圖是說明先前技術的液晶顯示(LCD)裝置的視圖；第2圖是第1圖之“A”部分的放大視圖；第3圖是說明根據本發明一實施例之LCD裝置的視圖；第4圖是說明在第3圖所示之光轉換片的配置的視圖；第5圖是說明在第3圖所示之反光帶的配置的視圖；以及第6圖是說明根據本發明一實施例之在LCD裝置中的光學路徑的視 圖。
參考附圖，現在詳細的給出示例性實施例的說明。為了參考附圖簡便說明起見，相同或等同的構件將設置有相同的參考數字，並且將不會重複其說明。
以下，將參考附圖詳細說明根據本發明實施例的一背光組件和一液晶顯示器(LCD)裝置。
第3圖是說明根據本發明實施例之LCD裝置的視圖。
參考第3圖，根據本發明一實施例的LCD裝置100可以包括一液晶面板110、一背光組件、以及例如一支撐主體180、和一底蓋170的接收容器。
液晶面板110顯示影像並且包括以面對方式貼附的一第一基板101和一第二基板103，並具有一液晶層(未顯示)插入在它們之間。
被稱為下基板或陣列基板的第一基板101包括由閘線和資料線彼此交叉定義的像素，並且薄膜電晶體(TFT)係設置在該等閘線和資料線的相交處並且分別連接至形成在該等像素中的像素電極。
被稱為上基板或彩色濾光片基板的第二基板103包括對應於第一基板101的像素的紅、綠、以及藍彩色濾光片。一黑色矩陣係設置來覆蓋該等彩色濾光片的外部邊緣部分並且覆蓋第一基板101之例如閘線、資料線或TFTs的非顯示元件。一透明共同電極形成在該等彩色濾光片和該黑色矩陣之上。
同樣地，儘管未顯示，只允許特定光被選擇性地經此通過傳輸的偏光板(未顯示)貼附至第一基板101和第二基板103。
一印刷電路板(PCB)(未顯示)可以以連接至顯示面板110的至少一個邊緣的例如一可撓性印刷電路板(FPCB)、或一捲帶式晶片載體封裝(tape carrier package,TCP)的一連接元件(未顯示)之介質連接至液晶面板110。PCB可以設置成彎曲到下文中所描述的接收容器，亦即，支撐主體180的側面，或底蓋170的背面
一背光組件可以設置在液晶面板110下面以將光提供至液晶面板110。該背光組件可以包括一光源單元120、一導光板130、一反射片140、一光轉換片150、以及一光學片160。
光源單元120可以包括複數個LEDs 123以及其上安裝複數個LEDs 123的一FPCB 121。
該複數個LEDs 123可以安裝在FPCB 121上並且以一預定間隙彼此隔開。該等LEDs 123可以是發出藍光的藍光LEDs或紅外線LEDs。
複數條線路可以形成在FPCB 121上，並且一驅動電壓可以通過該複數條線路供給至複數個LEDs 123中的每一個。FPCB 121的一部分可與導光板130的上表面的一部分重疊。
導光板130可以被設置與光源單元120相鄰。導光板130可以將來自光源單元120通過一光進入面入射的光引導至一上表面，亦即，一光出射面，以便被均勻地分佈至液晶面板110的整個區域。換言之，從光源單元120入射至導光板130的光在導光板130中反射並且折射以及通過該光出射面向外發光。
同時，例如橢圓形圖案、多邊形圖案、或者全息圖案的各種圖案可以形成在導光板130上，以便引導入射的光。這樣的圖案可以以印刷或射出成型的方式形成在導光板130的背面上。
反射片140設置在導光板130的背面上並且將穿過導光板130的背面的光反射至導光板130的下側以提高亮度。
光轉換片150可以設置在導光板130的上表面。光轉換片150可以被配置以選擇性地將來自光源單元120通過導光板130所提供的光轉換成具有特定波長帶的光，並且將具有不同波長帶的光混合以發出白光。
光轉換片150可以包括複數個量子點在其中並且通過該等量子點轉換入射光的波長帶。
量子點是指一種具有預定尺寸並且具有量子限制效應的粒子。量子點可以具有從大約2nm至15nm範圍的尺寸。量子點可以由一中心體和硫化鋅(ZnS)殼組成，並且該中心體可以由硒化鎘(CdSe)、碲化鎘(CdTe)、硫化鎘(CdS)組成。
量子點在窄的波長帶中產生强螢光，並且從量子點發射出的螢光具有依據量子點的粒子大小而變化的一波長帶。當量子點的粒子尺寸減小時，產生具有短波長的光，以及當量子點的粒子尺寸增加時，產生具有長波長的光。
因此，光轉換片150可藉由在其中的量子點將從導光板130提供的光轉換成具有各種波長帶的光，並且所轉換的光可以在光轉換片150內混合以發出具有廣色域的白光。
第4圖是說明在第3圖所示之光轉換片的配置的視圖。
參考第3圖和第4圖，光轉換片150包括具有不同尺寸在其中的量子點。例如，光轉換片150可以包括一第一量子點Q1以及一第二量子點Q2。
第一量子點Q1及第二量子點Q2具有不同尺寸並且將入射光轉換成具有不同波長的光。
例如，當光源單元120的LED 123形成為藍光LED時，導光板130可以發出從光源單元120提供的藍光B_L。從導光板130發出的藍光B_L可以提供至光轉換片150，並且光轉換片150的第一量子點Q1可以吸收藍光B_L並且轉換其波長帶以發出綠光。同樣，光轉換片150的第二量子點Q2可以吸收藍光B_L並且轉換其波長帶以發出紅光。
因此，光轉換片150可以將從光源單元120提供的藍光B_L與其中從藍光B_L波長轉換的綠光和紅光混合以發出白光W_L。
同時，當光源單元120的LED 123形成為紫外線LED時，光轉換片150可以進一步包括與上述第一量子點Q1和第二量子點Q2一起而具有一不同粒子尺寸的一第三量子點(未顯示)。
光轉換片150的第一量子點Q1和第二量子點Q2可以吸收通過導光板130提供的光，並且轉換其波長帶以發出綠光和紅光。同樣地，光轉換片150的第三量子點可以吸收通過導光板130提供的光並且轉換其波長帶以發出藍光。
因此，光轉換片150可以將藉由轉換從光源單元120中所提供的光的波長而產生的綠光、紅光以及藍光混合以發出白光W_L。
返回參考第3圖，前述光轉換片150可以形成在導光板130的上表面上並且與光源單元120的FPCB 121的一側隔開。因此，導光板130的上表面的一部分向外露出，並且從光源單元120發出的光通過所露出的部分漏出光。
因此，根據本發明一實施例的LCD裝置100可以包括覆蓋導光板130的露出的上表面的一反光帶200。
反光帶200可自與導光板130重疊的FPCB 121的一側延伸而貼附至光轉換片150的一側，這覆蓋了導光板130之所露出的上表面。
反光帶200可以將來自光源單元120通過導光板130所露出的上表面發出的光反射至導光板130。從反光帶200反射的光可以在導光板130內再次反射和折射，以便入射至光轉換片150。
因此，在本實施例中，其中從光源單元120發出的光通過導光板130所露出的上表面漏出的漏光現象可以被防止。
同樣，反光帶200可以將通過光轉換片150的一側發出的光，例如與反光帶200重疊的光轉換片150的一側，再次反射至光轉換片150。從反光帶200反射的光可以在光轉換片150內再次轉換波長並且混合，以便發出為均勻的白光。
前述反光帶200可以是具有雙層結構的一單側塗層帶，在雙層結構中一黏附層只形成在與FPCB 121、導光板130、以及光轉換片150接觸的部分中。
第5圖是說明在第3圖所示之反光帶的配置的視圖。
參考第3圖和第5圖，反光帶200可以包括一黑色阻擋層210以及一白色反射層220。同樣，一黏附層(未顯示)可以形成在反光帶200中。
在反光帶200中形成該黏附層的該反射層可以黏附至FPCB 121、導光板130、以及光轉換片150。反射層220可以將通過導光板所露出的上表面或通過光轉換片150的一側所發出的光再次反射至導光板130或光轉換片150。
第6圖是說明根據本發明一實施例之在LCD裝置中的光學路徑的視圖。
參考第3圖和第6圖，在從光源單元120的LED 123發出的光中，通過導光板130所露出的上表面發出的光L從反光帶200反射並且入射到導光板130的內部。
隨後，入射到導光板130的內部的光L在導光板130內反射並且折射以及接著通過光轉換片150發出白光。
在此，藉由反光帶200入射到導光板130的內部的光L可以被設置在導光板130下面的反射片140再次反射並且被提供至光轉換片150。
因此，從光源單元120發出的光通過導光板130所露出的上表面向外發出的漏光現象可以被防止。尤其，在本實施例中，在藍光LED用作為光源單元120的LED 123的情況下，可以液晶面板110的一側由於從藍光LED發出的藍光的漏出而變得有點藍的現象得以防止。
同樣，在從光源單元120的該LED 123發出的光之中，通過光轉換片150發出的光L’從反光帶200反射，以便入射到光轉換片150的內部。
接著，入射到光轉換片150的內部的光L’在光轉換片150內波長轉化和混合並且發出為白光。
亦即，在本實施例中，在藍光LED用作為光源單元120的LED 123的情況下，具有高强度的藍光從LED 123和導光板130相鄰的部分發出、阻止光轉換片150發出均勻的白光的現象得以防止，從而可以獲得具有廣色域的均勻的白光。
同時，可以將反光帶200黏附以部分重疊光轉換片150，並且反光帶200和光轉換片150的重疊寬度d可以在大約1mm至2mm之內變動。
返回參考第3圖，光學片160可以設置在光轉換片150上。
光學片160可以包括一個或多個稜鏡片。例如，光學片160可以包括兩個稜鏡片，並且在此，下稜鏡片可以漫射從光轉換片150發出的光，並且上稜鏡片可以將通過在下面的稜鏡片漫射的光聚集以發出相同的光。所聚集的光可以被提供至液晶面板110的背面。
同時，光學片160可以以重疊的方式設置在反光帶200的一上部上。因此，在光轉換片150與反光帶200彼此重疊的區域中，光在被光學片160漫射或聚集之前首先從反光帶200反射。
因此，即使由於從光源單元120和導光板130鄰近的部分發出具有高强度的藍光，光轉換片150未能發出白光，但是光可以先從反光帶200反射並且入射光轉換片150。
包括光源單元120、導光板130、反射片140、光轉換片150、以及光學片160的背光組件係收納在底蓋170中並且被支撐主體180固定。同樣，液晶面板110可以安裝在支撐主體180上。
當一頂蓋(未顯示)耦合至液晶面板110的上側並且固定至底蓋170時，可以完成LCD裝置100。
前述實施例和優點僅僅是示例性的並且不被認為限制本發明。本教示可以容易地應用至其他類型的裝置。本說明書旨在解說性的，並且不侷限申請專利範圍的範疇。許多替換、修改、以及變化對本領域技術人員是顯而易見的。本文中說明的示例性實施例的特徵、結構、方法、以及其他特徵可以以各種方式結合以獲得附加的和/或替代的示例性實施例。
由於本特徵可以在不脫離其特徵情況下以多種形式體現，還應該理解的是，以上說明的實施例不被前述說明的任何細節限制，除非另有說明，而是應該被認為是大致如其在附加的申請專利範圍中定義的範疇內，並且因此落在申請專利範圍的邊界和範圍內之全部變化和修改，或者這樣邊界和範圍的等同物都因此旨在被附加的申請專利範圍所包含。
100‧‧‧LCD裝置
101‧‧‧第一基板
103‧‧‧第二基板
120‧‧‧光源單元
121‧‧‧可撓性印刷電路板
123‧‧‧發光二極體(LEDs)
130‧‧‧導光板
140‧‧‧反射片
150‧‧‧光轉換片
160‧‧‧光學片
170‧‧‧底蓋
180‧‧‧支撐主體
200‧‧‧反光帶

Claims (9)

  1. 一種背光組件，包括：一光源單元，其包括安裝在一可撓性印刷電路板(FPCB)上的一個或多個發光二極體(LEDs)；一導光板，其設置成與該光源單元相鄰並且設置成與其上表面的一部分之該FPCB接觸；一光轉換片，其設置在該導光板上並且與該FPCB隔開，並且被配置以將來自該光源單元通過該導光板所提供的光的波長帶選擇性地轉換以發出白光；以及一反光帶，其自該FPCB的上表面的一部分延伸而被黏附至該光轉換片的上表面的一部分，其中該反光帶包括一阻擋層和在該阻擋層下面的一反射層，其中該反射層黏附至該FPCB和該光轉換片的該上表面。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的背光組件，其中該反光帶係被黏附以與該光轉換片的該上表面的一部分重疊1mm至2mm。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述的背光組件，其中來自該光源單元通過該導光板所發出的光從該反光帶反射，並且該反射的光入射到該導光板的內部以及接著發射到該光轉換片。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述的背光組件，其中來自該光源單元通過該導光板和該光轉換片所發出的光從該反光帶反射，並且該反射的光入射至該光轉換片的內部，經波長轉換，以及接著被發射。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述的背光組件，進一步包括：設置在該光轉換片上的一個或多個光學片，其中該反光帶黏附在該光轉換片與該光學片之間。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述的背光組件，其中該一個或多個LEDs是藍光LEDs，以及該光轉換片將從該藍光LEDs發出的藍光波長轉換成綠光和紅光，並且將該綠光和該紅光與該藍光混合以發出白光。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述的背光組件，其中該一個或多個LEDs是 紫外線LEDs，以及該光轉換片將從所述紫外線LEDs發出的光波長轉換成藍光、綠光以及紅光，並且將該藍光、該綠光以及該紅光混合以發出白光。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述的背光組件，進一步包括：設置在該導光板下的一反射片，其中來自該光源單元已經通過該導光板發出並且從該反光帶反射的光從該反射片再次反射，且通過該導光板發出至該光轉換片。
  9. 一種液晶顯示裝置，包括：一液晶面板；以及一背光組件，其設置在該液晶面板下面並且將光提供至該液晶面板，其中該背光組件包括：一光源單元，其包括安裝在一可撓性印刷電路板(FPCB)上的一個或多個發光二極體(LEDs)；一導光板，其設置成與該光源單元相鄰並且設置成與其上表面的一部分之該FPCB接觸；一光轉換片，其設置在該導光板上並且與該FPCB隔開，並且被配置以將來自該光源單元通過該導光板所提供的光的波長帶選擇性地轉換以發出白光；以及一反光帶，其被黏附至該FPCB的上表面的一部分、該導光板、以及該光轉換片的上表面的一部分，其中該反光帶包括一阻擋層和在該阻擋層下面的一反射層，其中該反射層黏附至該FPCB和該光轉換片的該上表面。
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