專利名稱：具有增強(qiáng)亮度的散射板和背光組件以及包括其的顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提供增強(qiáng)亮度的散射板和背光組件以及包括這些的顯示設(shè)備，更具體地，涉及一種使用光敏有機(jī)介質(zhì)放大光以增強(qiáng)亮度的散射板，和一種背光組件及其包括這些裝置的顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，根據(jù)半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，對改進(jìn)性能、具有縮減尺寸和重量的液晶顯示(LCD)設(shè)備的需求成指數(shù)上升。
作為用于克服現(xiàn)有陰極射線管(CRT)缺陷的代替物，LCD設(shè)備逐漸變得更具吸引力，并且因?yàn)槠淇s減的尺寸、較輕的重量和較低的功耗，當(dāng)前實(shí)際上被用于具有集成顯示設(shè)備的所有信息處理設(shè)備上，例如膝上型計(jì)算機(jī)。
典型的LCD設(shè)備向液晶分子施加電壓來改變其排列，從而改變其光學(xué)性質(zhì)，例如雙折射、光學(xué)旋轉(zhuǎn)和二向色性以及光色散。LCD設(shè)備是用于使用由于液晶分子的取向或排列而產(chǎn)生的光調(diào)制來顯示信息的光接收顯示設(shè)備。
當(dāng)在電視中實(shí)現(xiàn)LCD設(shè)備時，使用多個燈來實(shí)現(xiàn)圖像。然而，存在一個問題，因?yàn)槭褂昧硕鄠€燈，在顯示圖像中會出現(xiàn)明亮的線。此外，由于燈之間的間隔，也許會發(fā)生昏暗的區(qū)域。因此，可以加厚位于燈之上的散射板或者加大燈之間的間隔以保證光的均勻性。然而這些方法會相應(yīng)地減少顯示亮度。
在通常的散射板中，對由聚合樹脂組成的片進(jìn)行加熱、注模、并且使用具有2mm到3mm厚度的擠壓線來切割。例如，通過將聚合樹脂與例如Si或CaCo3的光散射劑混合，則制成了包括一到三個層的散射板。然而，在這種情況中，由于包含在其中的光散射劑，散射板的透射率受損。因此，散射板的透射率最多近似為65％。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可以放大入射光來增強(qiáng)亮度的散射板。
本發(fā)明公開一種散射板包括具有聚合樹脂的矩陣、擴(kuò)散在矩陣中以便散射入射光的光散射劑以及擴(kuò)散在矩陣中來激活入射光的有機(jī)顏料。
本發(fā)明還公開一種包括用于提供給光的光源的背光組件，和一種用于散射光源提供的光的散射板。散射板包括具有聚合樹脂的矩陣、擴(kuò)散在矩陣中以便散射入射光的光散射劑以及擴(kuò)散在矩陣中來激活入射光的有機(jī)顏料。
本發(fā)明還公開一種顯示設(shè)備，包括用于顯示圖像的板單元、用于向板單元提供光的光源、以及用于散射光源提供的光的散射板。散射板包括具有聚合樹脂的矩陣、擴(kuò)散在矩陣中以便散射入射光的光散射劑以及擴(kuò)散在矩陣中來激活入射光的有機(jī)顏料。


結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明其典型實(shí)施例，本發(fā)明的上述及其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的散射板的透視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例具有散射板的背光組件的分解透視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例具有散射板的另一個背光組件的分解透視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例具有散射板的又一個背光組件的分解透視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例具有散射板的顯示設(shè)備的分解透視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在結(jié)合圖1到5來詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例。在此所述的實(shí)施例是為了演示全文中的類似單元，并且不具有限制性。在詳細(xì)說明的全文中，類似的數(shù)字表示類似的單元。
圖1示出了包括激活入射光的有機(jī)顏料的散射板10。
圖1所示的散射板包括由聚合樹脂組成的矩陣101、散射在矩陣101中以便散射入射光的光散射劑(未示出)以及擴(kuò)散在矩陣101中以激活入射光的有機(jī)顏料(未示出)。有機(jī)顏料是光敏介質(zhì)并且放大入射到散射板10中的光，從而增強(qiáng)了其亮度。
可以從由若丹明有機(jī)顏料組成的組中選擇有機(jī)顏料，也可以使用磷有機(jī)顏料或其它有機(jī)顏料。有機(jī)顏料的含量是散射板10的大約0.001ppm到大約1500.0ppm。如果有機(jī)顏料的含量小于大約0.001ppm，光放大效應(yīng)顯著，并因此沒有增強(qiáng)亮度。相反地，如果有機(jī)顏料的含量大于大約1500.0ppm，顯著增強(qiáng)了亮度，然而光的均勻性受損。
若丹明有機(jī)顏料可以是若丹明B、若丹明6G和若丹明19高氯酸鹽或者其組合。
若丹明有機(jī)顏料可以是香豆素120和香豆素2、或者其組合。
其它的有機(jī)顏料可以是從喹諾酮124、熒光素、隱花青、三氟乙酰丙酮化銪(Eu(TFA)3)、六氟乙酰丙酮化銪(Eu(HFA)3)、三氟乙酰丙酮化釹或oxamine 4 perchlorate的組中選擇的有機(jī)顏料?？梢詥为?dú)使用或彼此結(jié)合來使用這些有機(jī)顏料。
構(gòu)成矩陣101的聚合樹脂可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯(polymethyl metaacrylate-styrene)、聚碳酸酯、環(huán)烯烴或者聚對苯二甲酸乙二酯?？梢允褂脝蝹€聚合樹脂或聚合樹脂的組合來形成矩陣101。
在散射板101中混合并擴(kuò)散光散射劑，并且光散射劑的含量可以在矩陣101的大約0.001ppm到大約30.0ppm之間。如果光散射劑的含量小于大約0.001ppm，不能很好地散射光。然而如果光散射劑的含量大于大約30.0ppm，光被過度散射并因此不能良好地透射。
光散射劑可以是單獨(dú)使用或彼此結(jié)合來使用的例如Si化合物、CaCO3或滑石。通過在制作期間在散射板10中混合光散射劑，可以均勻地散射入射到散射板10中的光。
可以通過下面的步驟來制作散射板10首先，在絕對無塵室中通過從包括片形(chip-shaped)聚合樹脂的封裝中去除微粒來提供原料。接下來，解除封裝并且將片形聚合樹脂注入漏斗并隨后進(jìn)行干燥。因此，加熱片形聚合樹脂，并且將光散射劑和適當(dāng)量的有機(jī)顏料與其混合。通過調(diào)整擠壓機(jī)的滾動速度、使用適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫碜⒛＞酆蠘渲?。可以通過碾壓多層擠壓材料來制作散射板。因?yàn)樽⒛５木酆蠘渲^熱，散射板是流質(zhì)。因此，通過調(diào)整擠壓機(jī)的滾動速度和溫度來適當(dāng)調(diào)整散射板的厚度。
然后使?jié)L動的散射板冷卻。在此，散射板被放置于室內(nèi)，以便在室溫下干燥一個小時。此外，由特定的檢測系統(tǒng)去除附著在散射板表面的微粒。在散射板的表面設(shè)置保護(hù)薄膜，以便保護(hù)散射板。然后可以將制作的散射板切割成適當(dāng)?shù)某叽?。檢查散射板是否存在任何缺陷，接著碾壓并保藏散射板。
通過上述工藝，可以制作圖1所示的散射板。因?yàn)榭梢栽谧⒛５墓に囍袑U(kuò)散在散射板10中的散射劑和有機(jī)顏料與聚合樹脂很好地混合，相對便于制作。
查看圖2，背光組件70可以包括光薄片(optical sheet)72、散射板10和作為光源的燈76。背光組件70均勻地散射從燈76發(fā)出的光，以便沿向上的方向(Z軸方向)發(fā)射光。底盤64容納多個燈76、燈支架(未示出)和反射薄片79。在Y軸方向延伸的框架模具邊78覆蓋并固定燈支架。模具框架62可以與底座64相連，從而形成背光組件70。
在圖2中，作為光源示出了燈，然而還可以使用例如光發(fā)射二極管(LED)或線性光源。
用于提供光的多個燈76被以預(yù)定間隔距離、彼此平行地固定在底座64上。反射薄片79被設(shè)置在底座64的底面上并且反射從多個燈76發(fā)出的光，燈76可以是冷陰極熒光燈(CCFL)。燈支架被設(shè)置在多個燈76的一端，從而固定并支撐多個燈76。
從多個燈76發(fā)出的光在通過散射板10中被均勻散射。散射板10還放大從多個燈76發(fā)出的、具有從大約200nm到大約800nm波長的光。因此，不僅較好地散射了光，而且提增強(qiáng)了光強(qiáng)度。如果其波長小于大約200nm，即使較好地散射了光，也不會增強(qiáng)光亮度。此外，如果其波長大于大約800nm，由于其較大的波長，該光被透射而不是被散射。因此，增強(qiáng)了通過散射板10的光的亮度。
被放置于散射板10之上以便增強(qiáng)光亮度的光薄片72被提供給背光組件70的上部。因此，背光組件可以提供具有較強(qiáng)亮度的均勻光。
可以將轉(zhuǎn)換外部電壓的逆變器(未示出)設(shè)置于底座64的后表面，以便將轉(zhuǎn)換電壓提供給用于從其發(fā)射光的多個燈76。
圖3示出了備有面光源30的背光組件80。
對內(nèi)部備有隔斷墻(未示出)的面光源30進(jìn)行集成組裝。面光源30通過設(shè)置在其兩端的多個電極301來發(fā)射電子。發(fā)射電子激發(fā)了包圍在面光源30中的放電氣體，從而沿Z軸方向向上部發(fā)射光?？梢詫⒗鏧e或Ar的惰性氣體用作被電子激發(fā)以便發(fā)射紫外射線的放電氣體。紫外射線與涂敷在面光源30中的磷層碰撞而產(chǎn)生可見光。磷層均勻地包括當(dāng)被紫外射線撞擊時產(chǎn)生紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)光的材料。因此，當(dāng)電子碰撞紫外射線時發(fā)射白光。反射層被設(shè)置在面光源30之下，以便將朝向下部的白光向上部反射。
通過上述過程從面光源30發(fā)射的光被散射板10均勻地散射并且被提供給上部，從而增強(qiáng)了亮度。因此，可以獲得具有增強(qiáng)亮度的均勻散射光。
圖4示出了包括另一個面光源40的背光組件90。
電極被設(shè)置在面光源40中，并且從電極發(fā)射的電子激發(fā)包圍在其中的放電氣體，以便提供光。沿Y軸方向設(shè)置多個面電源40，以便分離地提供光。面光源40的外側(cè)可以由金屬組成，并且其下部可以由玻璃襯底組成。在面光源40中，可以形成電極、磷層和反射層。
因此，從電極發(fā)射的電子激發(fā)放電氣體，從磷層產(chǎn)生可視射線。散射板10被放置于面光源40的上部，從而散射從下部提供的光并同時增強(qiáng)其亮度，以便向上部提供光。散射薄片72可以進(jìn)一步增強(qiáng)提供給上部的光的亮度。
圖5示出了備有圖2所示的背光組件70的顯示設(shè)備100。
例如，LCD面板組件45可以包括LCD板50、與LCD板50相連用于向其提供驅(qū)動信號的驅(qū)動器集成電路(IC)封裝43和44以及印刷電路板(PCB)41和42。驅(qū)動器IC封裝可以包括IC封裝于柔性線路板上(COF)或雙載帶封裝(TCP)?？梢栽陧敳康妆P60的邊上容納PCB41和42。
LCD板50可以包括由多個薄膜晶體管(TFT)組成的TFT板51、位于TFT板51上的濾色板53以及注入在之間的液晶層(未示出)。附加到濾色板53的上表面和TFT板51的下表面的偏振器使通過LCD板50的光偏振。
TFT板51是透明玻璃板，其中按照矩陣形成了TFT。源極端子與數(shù)據(jù)線相連并且柵極端子與柵極線相連。此外，利用由透明氧化銦錫(ITO)作為導(dǎo)電材料組成的象素電極來形成漏極端子。
根據(jù)通過PCB 41或42輸入到在LCD板50上形成的柵極線和數(shù)據(jù)線的電信號來導(dǎo)通或截止TFT，并隨后將形成象素所需的電信號輸出到漏極端子。
同時，濾色板53被放置與TFT板51上。利用RGB象素、按照薄膜形成工藝來形成濾色板53并且在其整個表面上涂敷由ITO組成的公共電極。RGB象素是根據(jù)通過其中的光來展示預(yù)定顏色的彩色象素。如果將電壓施加到柵極端子和TFT的源極端子以便導(dǎo)通薄膜晶體管，在濾色板的象素電極和公共電極之間形成電場。由于該電場，改變了TFT板51和濾色板53之間的液晶分子的排列角度，從而改變了其光透射率，獲得希望的圖像。
PCB 41和42從LCD板50的外部接收視頻信號并且向柵極線和數(shù)據(jù)線施加驅(qū)動信號。PCB 41和42與附加到LCD板50的驅(qū)動器IC封裝43和44相連。為了驅(qū)動顯示設(shè)備100，柵極PCB41產(chǎn)生柵極驅(qū)動信號并且數(shù)據(jù)PCB42產(chǎn)生數(shù)據(jù)驅(qū)動信號。此外，產(chǎn)生了柵極驅(qū)動信號、數(shù)據(jù)驅(qū)動信號以及用于提供這些數(shù)據(jù)適當(dāng)次數(shù)的多個驅(qū)動信號。柵極驅(qū)動信號和數(shù)據(jù)驅(qū)動信號通過驅(qū)動IC封裝43和44被提供給LCD板50的柵極線和數(shù)據(jù)線，驅(qū)動IC封裝43和44上分別安裝了IC片431和441?？刂瓢?未示出)被安裝在背光組件70的后表面上?？刂瓢迮c數(shù)據(jù)PCB42相連，并且將模擬數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號，然后將其提供給LCD板50。
使用頂部底盤60將LCD板50固定在背光組件70上。
在顯示設(shè)備100中，因?yàn)閺谋彻饨M件70提供具有增強(qiáng)亮度的均勻光，可以由LCD板50實(shí)現(xiàn)高清晰的圖像。
下文中，通過實(shí)驗(yàn)范例來更詳細(xì)地說明本發(fā)明。實(shí)驗(yàn)范例指示演示本發(fā)明，本發(fā)明不應(yīng)該被視為局限于這些范例。
實(shí)驗(yàn)范例通過用其中還混合了光散射劑的PMMA來混合有機(jī)顏料而形成散射板。在制作根據(jù)本發(fā)明的42英尺背光組件之后，將電壓施加到光源上。在背光組件的九個點(diǎn)處測量亮度。BM7光測量器被用于測量亮度。通過混合PMMA、Si化合物和如下面所列出的四種不同有機(jī)顏料來制作散射板。
實(shí)驗(yàn)范例1有機(jī)顏料包括大約400ppm的oxamine 4 perchlorate和大約100ppm的香豆素120。因此，使用總共大約500ppm的有機(jī)顏料制成了散射板。
實(shí)驗(yàn)范例2有機(jī)顏料包括大約500ppm的若丹明B和大約700ppm的Eu(TFA)3。因此，使用總共大約1200ppm的有機(jī)顏料制成了散射板。
實(shí)驗(yàn)范例3有機(jī)顏料包括大約700ppm的若丹明B和大約800ppm的Eu(HFA)3。因此，使用總共大約1500ppm的有機(jī)顏料制成了散射板。
實(shí)驗(yàn)范例4有機(jī)顏料包括大約300ppm的oxamine 4perchlorate、大約50ppm的香豆素120、大約600ppm的Eu(HFA)3和大約200ppm的若丹明B。因此，使用總共大約1150ppm的有機(jī)顏料制成了散射板。
比較范例為了與根據(jù)本發(fā)明制成的散射板進(jìn)行比較，制成只使用PMMA和Si化合物的公知的散射板。
因此依次在根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)范例1到4和比較范例制成的背光組件的九個點(diǎn)處測量亮度(cd/m2)，并且亮度如下表1

從表1中可見，使用有機(jī)顏料的散射板的亮度大于沒有有機(jī)顏料的散射板的亮度。即，相對于比較范例，在實(shí)驗(yàn)范例1到4中可以獲得較高的亮度。通過將適當(dāng)量的有機(jī)顏料與散射板混合可以增強(qiáng)亮度并因此可以實(shí)現(xiàn)高清晰的圖像。
盡管已經(jīng)說明了本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，而是在不脫離所附權(quán)利要求、詳細(xì)說明以及本發(fā)明附圖的范圍的情況下可以按照各種形式做出修改。
權(quán)利要求
1.一種散射板，包括包括聚合樹脂的矩陣；擴(kuò)散在矩陣中以便散射入射光的光散射劑；以及擴(kuò)散在矩陣中以便激活入射光的有機(jī)顏料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散射板，其中，有機(jī)顏料包括從由下面材料組成的組中選擇的至少一個有機(jī)顏料若丹明有機(jī)顏料，磷有機(jī)顏料；喹諾酮124，熒光素，隱花青，三氟乙酰丙酮化銪(Eu(TFA)3)，六氟乙酰丙酮化銪(Eu(HFA)3)，三氟乙酰丙酮化釹，以及oxamine 4 perchlorate。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散射板，其中，若丹明有機(jī)顏料是從由下面材料組成的組中選擇的至少一個有機(jī)顏料若丹明B，若丹明6G，以及若丹明19高氯酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散射板，其中，磷有機(jī)顏料是從由香豆素120和香豆素2組成的組中選擇的至少一個有機(jī)顏料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散射板，其中，散射板包括擴(kuò)散在矩陣中的大約0.001ppm到1500.0ppm的有機(jī)顏料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散射板，其中，聚合樹脂包括從由下面材料組成的組中選擇的至少一個聚合樹脂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯，聚碳酸酯，環(huán)烯烴，以及聚對苯二甲酸乙二酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散射板，其中，散射板包括擴(kuò)散在矩陣中的、大約0.001ppm到大約30.0ppm的光散射劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的散射板，其中，光散射劑包括從由下面材料組成的組中選擇的至少一個光散射劑Si化合物，CaCO3，以及滑石。
9.一種背光組件，包括用于提供光的光源；以及散射板，用于散射從光源提供的光，其中，散射板包括包括聚合樹脂的矩陣；擴(kuò)散在矩陣中以便散射入射光的光散射劑；以及擴(kuò)散在矩陣中以便激活入射光的有機(jī)顏料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的背光組件，其中，有機(jī)顏料包括從由下面材料組成的組中選擇的至少一個有機(jī)顏料若丹明有機(jī)顏料，磷有機(jī)顏料；喹諾酮124，熒光素，隱花青，三氟乙酰丙酮化銪(Eu(TFA)3)，六氟乙酰丙酮化銪(Eu(HFA)3)，三氟乙酰丙酮化釹，以及oxamine 4 perchlorate。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的背光組件，其中，若丹明有機(jī)顏料是從由下面材料組成的組中選擇的至少一個有機(jī)顏料若丹明B，若丹明6G，以及若丹明19高氯酸鹽。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的背光組件，其中，磷有機(jī)顏料是從由香豆素120和香豆素2組成的組中選擇的至少一個有機(jī)顏料。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的背光組件，其中，散射板包括擴(kuò)散在矩陣中的、大約0.001ppm到1500.0ppm的有機(jī)顏料。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的背光組件，其中，聚合樹脂包括從由下面材料組成的組中選擇的至少一個聚合樹脂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯，聚碳酸酯，環(huán)烯烴，以及聚對苯二甲酸乙二酯。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的背光組件，其中，散射板包括擴(kuò)散在矩陣中的大約0.001ppm到大約30.0ppm的光散射劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的背光組件，其中，光散射劑包括從由下面材料組成的組中選擇的至少一個光散射劑Si化合物，CaCO3，以及滑石。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的背光組件，其中，光源包括彼此平行放置的多個燈。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的背光組件，其中，光源包括面光源，面光源包括電極并且具有包圍的放電氣體，其中，從電極發(fā)射的電子激發(fā)放電氣體來提供光。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的背光組件，其中，多個面光源彼此平行地被放置，并且每一個面光源分離地提供光。
20.根據(jù)權(quán)利要求9所述的背光組件，其中，散射板放大從光源發(fā)射的、具有從大約200nm到大約800nm的波長的光。
21.一種顯示設(shè)備，包括板單元，用于顯示圖像；光源，用于向板單元提供光；以及散射板，用于散射從光源提供的光，其中，散射板包括包括聚合樹脂的矩陣；擴(kuò)散在矩陣中以便散射入射光的光散射劑；以及擴(kuò)散在矩陣中以便激活入射光的有機(jī)顏料。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的顯示設(shè)備，其中，板單元包括液晶顯示板。
全文摘要
一種散射板具有改進(jìn)的亮度，以及一種背光組件。散射板包括有機(jī)顏料，以便激活入射光，從而增加散射板的透射率，以便增強(qiáng)顯示設(shè)備的亮度。
文檔編號G09F9/00GK1790066SQ200510137
公開日2006年6月21日 申請日期2005年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者崔震成, 鄭鎮(zhèn)美, 金東勛, 李正煥, 樸辰赫 申請人:三星電子株式會社