專利名稱：直下式背光組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直下式背光組件(Direct Type Back Light Module)，特別是涉及一種通過增設(shè)光補(bǔ)償元件來克服任意兩個相鄰的發(fā)光元件之間的亮度缺陷進(jìn)而提高平面式背光光源的輝度及均勻度的直下式背光組件。
背景技術(shù)：
一般而言，背光組件(Backlight Unit，BLU)泛指可提高產(chǎn)品一個背光光源的組件，其典型的應(yīng)用就是作為液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)這類平面顯示器的背光光源。就使用的發(fā)光元件種類而言，目前主要有電激發(fā)光(Electron Luminescence；EL)、冷陰極螢光燈(Cold CathodeFluorescent Lamps，CCFL)以及發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)三種類型，依光源分布位置的不同則分為側(cè)光式和直下式。
目前直下式背光組件所使用的發(fā)光元件大致上包括有由多個發(fā)光二極管(Light Emitting Diode)以矩陣的方式排列而成，另一種方式則由多個冷陰極螢光燈管彼此平行排列而成。
圖1是表示一種公知的直下式背光組件的結(jié)構(gòu)斷面圖。公知的直下式背光組件10是由一反射罩(reflector)12、多個冷陰極螢光燈管14及一擴(kuò)散板(diffuser)16所構(gòu)成。冷陰極螢光燈管14所發(fā)出的光線藉由反射罩12反射或直接照射至擴(kuò)散板16，利用擴(kuò)散板16的霧化效果，進(jìn)而提供一種發(fā)光輝度均勻的平面式背光光源擴(kuò)散板。
公知的直下式背光組件10的擴(kuò)散板16的最接近冷陰極螢光燈管14處的光線輝度相對地會大于距離冷陰極螢光燈管14較遠(yuǎn)處，造成任意兩個相鄰的冷陰極螢光燈管14之間的輝度缺陷(即暗影的現(xiàn)象)，進(jìn)而影響直下式背光組件10平面光源的輝度均勻性。
已知用于改善前述冷陰極螢光燈管之間的輝度缺陷的數(shù)種技術(shù)如圖2及圖3所示，是通過改變反射罩12的表面形狀的手段以獲得改善的功效，例如將反射罩12的表面(特別是反射面)設(shè)計為鋸齒狀表面12a(如圖2)或波浪狀表面12b(如圖3)，此舉雖可克服冷陰極螢光燈管14之間的輝度缺陷，但是卻會增加背光組件薄型化的困難度。
接著，另一種公知技術(shù)，是在冷陰極螢光燈管14上方設(shè)置一遮光元件18(見圖4)，或是在擴(kuò)散板16下表面最接近冷陰極螢光燈管14的位置印刷遮光圖形19(見圖5)，以減少冷陰極螢光燈管14正向的光能量，此種方式雖可改善整體輝度的均勻度，但因冷陰極螢光燈管14燈源正向的光能量被抑制，反而會導(dǎo)致背光組件整體的輝度下降。
此外，若以不同視角觀測圖5的直下式背光組件的斷面構(gòu)造(見圖6所示)。在非正向(即夾θ角)觀測的情況下，會因冷陰極螢光燈管14與遮光圖形19相對位置的偏移，而產(chǎn)生更嚴(yán)重的不均勻現(xiàn)象。當(dāng)然，若是如圖4配置遮光元件18，在非正向觀測下也會有輝度不均勻的情形。而印刷遮光圖形19的方式，也會有印刷油墨老化變色的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種直下式背光組件，用以克服任意兩個相鄰的發(fā)光元件(如冷陰極螢光燈管)之間輝度不足的缺陷，進(jìn)而提高整體輝度及均勻度的表現(xiàn)。
為達(dá)到上述的目的，本發(fā)明通過在任意兩個相鄰的發(fā)光元件之間增設(shè)一種光補(bǔ)償元件的手段，以克服任意兩個相鄰的發(fā)光元件間的亮度缺陷，進(jìn)而提高平面式背光光源的輝度及均勻度。
同樣為達(dá)上述的目的，本發(fā)明是利用一種全反射棱鏡結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)上述的光補(bǔ)償元件，其較佳的實施例是將光補(bǔ)償元件配置于任意兩個相鄰的冷陰極螢光燈管之間的上方處，且介于擴(kuò)散板及冷陰極螢光燈管之間；而另一較佳的實施例則是在擴(kuò)散板底面最接近于相鄰的兩燈管之間的底面處直接形成全反射棱鏡結(jié)構(gòu)，以將冷陰極燈管兩側(cè)發(fā)出的光線導(dǎo)引至對應(yīng)這些冷陰極燈管之間的擴(kuò)散板區(qū)域上，以補(bǔ)償這些冷陰燈管之間的輝度，進(jìn)而增加光的利用率且提高整體輝度及均勻度的表現(xiàn)。
有關(guān)本發(fā)明的較佳實施例及詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容，結(jié)合


如后。

圖1是一種公知的直下式背光組件的結(jié)構(gòu)圖。
圖2～圖5是另外一些公知的直下式背光組件的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是為以不同視角觀測圖5中的直下式背光組件的示意圖。
圖7是本發(fā)明的一種直下式背光組件的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是本發(fā)明的直下式背光組件的光路示意圖。
圖9是本發(fā)明的光補(bǔ)償元件的一較佳實施例圖。
圖10是本發(fā)明的光補(bǔ)償元件作弧型設(shè)計的實施例圖。
圖11-1～11-3是本發(fā)明的在光補(bǔ)償元件的邊緣處作幾何圖形設(shè)計的實施例圖。
圖12是本發(fā)明的光補(bǔ)償元件配置于一透明平板上的實施例圖。
圖13是本發(fā)明將擴(kuò)散板與全反射棱鏡板整合的實施例圖。
圖14是公知直下式背光組件取數(shù)點(diǎn)所測得的輝度值的示意圖。
圖15是本發(fā)明的直下式背光組件取數(shù)點(diǎn)所測得的輝度值的示意圖。
主要元件符號說明10直下式背光組件12反射罩12a鋸齒狀表面12b波浪狀表面14冷陰極螢光燈管16擴(kuò)散板18遮光元件19遮光圖形100直下式背光組件110反射罩112反射材料120冷陰極螢光燈管130擴(kuò)散板130a全反射棱鏡結(jié)構(gòu)131入射面132出射面140光補(bǔ)償元件142棱鏡
144頂角150透明平板A中心線具體實施方式
圖7為本發(fā)明的第一種較佳實施例的構(gòu)結(jié)斷面圖；其中是以采用冷陰極螢光燈管120作為發(fā)光元件的直下式背光組件100為例來說明本發(fā)明的技術(shù)特征；本發(fā)明的直下式背光組件100包括一反射罩110、多個冷陰極螢光燈管120、一擴(kuò)散板130及多個光補(bǔ)償元件140。多個冷陰極螢光燈管120配置于反射罩110內(nèi)，且彼此以一適當(dāng)間距平行排列。擴(kuò)散板130則配置于反射罩110上，并位于冷陰極螢光燈管120的上方，擴(kuò)散板130是一種可對光線提供霧化效果的透光元件，具有一面向冷陰極螢光燈120的入射面131，以及背向冷陰極螢光燈120的出射面132，而使光線在擴(kuò)散板130的出射面132具有均勻的發(fā)光輝度。在任意兩個相鄰的冷陰極螢光燈管120之間配置有一光補(bǔ)償元件140，而且這些光補(bǔ)償元件140介于冷陰極螢光燈管120及擴(kuò)散板130之間的位置。
反射罩110的功能是將來自冷陰極螢光燈管120的部分光線反射回擴(kuò)散板130，其可以選擇金屬制作來加以實現(xiàn)，或是在反射罩110的表面配置有一反射材料112，用以將冷陰極螢光燈管120所發(fā)出光線反射回擴(kuò)散板130的方向。
參閱圖8，光補(bǔ)償元件140的作用是將鄰近的冷陰極螢光燈管120發(fā)出的光線集中導(dǎo)引至擴(kuò)散板130相對介于兩個相鄰的冷陰極螢光燈管120之間的區(qū)域，進(jìn)而增加擴(kuò)散板130在此區(qū)域的輝度，用以改善任意兩個相鄰的冷陰極螢光燈管120之間輝度不足的缺陷，進(jìn)而提高整體輝度及均勻度。
本發(fā)明的光補(bǔ)償元件的一較佳實施例構(gòu)造如圖9所示。以本實施例而言，光補(bǔ)償元件140是通過一種棱鏡板加以實現(xiàn)，且以一種光學(xué)全反射棱鏡板(Total internal Reflector Prism Plate)為較佳，而其材料可以是例如玻璃、壓克力等透明材料之中的任一種。在圖9的實施例中，棱鏡板是一種平直的板狀元件，它配置于任意兩個相鄰的冷陰極螢光燈管120之間的上方，且由一些支撐的元件或是手段(圖中未示)而介于擴(kuò)散板130及冷陰極螢光燈管120之間的位置。
棱鏡板的底面(即為光線的光入射面)具有多個彼此相鄰排列的棱鏡142，冷陰極螢光燈管120發(fā)射的光線入射至棱鏡142后，可利用棱鏡142的折射與全反射原理偏折向上，將光線集中導(dǎo)引至擴(kuò)散板130相對介于兩個相鄰的冷陰極螢光燈管120之間的區(qū)域。另外，也可依照冷陰極螢光燈管120不同的入射角度，改變棱鏡板的多個棱鏡142的頂角，例如以棱鏡板的中心線A為基準(zhǔn)，將靠近中心線A的棱鏡142的頂角144與遠(yuǎn)離中心線A的棱鏡142的頂角144設(shè)計為不同。舉例而言，本實施例將較靠近于中心線A的棱鏡142的頂角144設(shè)計為大于遠(yuǎn)離于中心線A的棱鏡142的頂角144，使光線向上投射至擴(kuò)散板130，有助于提高集光效果。
圖10為本發(fā)明的光補(bǔ)償元件140的另一種較佳實施例，是通過改變其形狀的手段以達(dá)到前述的目的。在此一實施例中的光補(bǔ)償元件140仍以采用棱鏡板為例，棱鏡板改為一種弧形的板狀，而且是棱鏡板的光入射面朝向弧形的圓心方向的弧形，使光線向上投射至擴(kuò)散板130，有助于提高集光效果。此外，實施例中的棱鏡板的頂面還可進(jìn)行漸層霧化處理，例如是鍍膜或噴砂處理，以降低棱鏡板的色散(dispersion)問題及對應(yīng)于棱鏡板的邊緣處所造成畫面不連續(xù)的問題。
參閱圖11-1～11-3，圖11-1～11-3是為本發(fā)明在光補(bǔ)償元件140的邊緣處作幾何圖形設(shè)計的實施例圖。本發(fā)明對光補(bǔ)償元件140的邊緣處的輪廓形狀通過幾何圖形設(shè)計的方式，可以使光線經(jīng)由光補(bǔ)償元件140而投影至擴(kuò)散板130之后所呈現(xiàn)的輝度不會有明顯的分界，其可行的較佳實施例形狀可為連續(xù)的波浪狀(見圖11-1)、圓弧狀(見圖11-2)或是鋸齒狀(見圖11-3)，同樣也可以解決對應(yīng)于棱鏡板的邊緣處所造成的畫面不連續(xù)的問題。
參閱圖12，圖12為本發(fā)明的光補(bǔ)償元件140配置于一透明平板150的實施例圖。簡言之，是在冷陰極螢光燈管120及擴(kuò)散板130之間增設(shè)一透明平板150，并將多個光補(bǔ)償元件140例如以貼附的方式配置于此透明平板150上。當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，本發(fā)明的光補(bǔ)償元件140在光路設(shè)計的許可下，也可以不安裝于透明平板150，而直接配置于擴(kuò)散板130上，而同樣具有方便固定的效果。
參閱圖13，在此一較佳實施例中，本發(fā)明將擴(kuò)散板130與全反射棱鏡板整合成一體。本發(fā)明并不局限于額外配置光補(bǔ)償元件140于直下式背光組件100之中，也可直接在擴(kuò)散板130對應(yīng)于相鄰的任意兩個冷陰極螢光燈管120間的底面處形成一全反射棱鏡結(jié)構(gòu)130a，此全反射棱鏡結(jié)構(gòu)130a等同于上述實施例的棱鏡板的棱鏡142，利用全反射棱鏡結(jié)構(gòu)130a將光線導(dǎo)引至擴(kuò)散板130相對介于兩個相鄰的冷陰極螢光燈管120之間的區(qū)域130，以補(bǔ)償冷陰極螢光燈管120之間的輝度缺陷。
參閱圖14～15，圖14為公知直下式背光組件取數(shù)點(diǎn)所測得的輝度值的示意圖，而圖15為本發(fā)明的直下式背光組件取數(shù)點(diǎn)所測得的輝度值的示意圖。比較圖14及圖15可明顯的得知，本發(fā)明的直下式背光組件在對應(yīng)的位置(點(diǎn)1～點(diǎn)13)上所測得的輝度值皆大于公知直下式背光組件所測得的輝度值，舉例而言，公知的直下式背光組件在點(diǎn)1的位置其輝度值為3452.7，而本發(fā)明的直下式背光組件的點(diǎn)1的位置其輝度值為3690.8。據(jù)此更證明本發(fā)明的直下式背光組件在增加配置光補(bǔ)償元件之后，除可解決公知背光組件的面光源均勻度不佳的問題外，還可進(jìn)一步達(dá)到提高整體輝度，其整體輝度約提高10％。
本發(fā)明通過將光補(bǔ)償元件配置于任意兩個相鄰的冷陰極螢光燈管之間的上方處，以將冷陰極螢光燈管兩側(cè)發(fā)出的光線導(dǎo)引至對應(yīng)于這些冷陰極螢光燈管之間的擴(kuò)散板區(qū)域上，以補(bǔ)償這些冷陰極螢光燈管之間的輝度，進(jìn)而增加光能量利用率且提高整體輝度及均勻度。當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，本實施例中的光補(bǔ)償元件并不局限為棱鏡板，其他任何可以達(dá)成將冷陰極螢光燈管兩則發(fā)出的光線導(dǎo)引至這些冷陰極螢光燈管之間的上方處的光補(bǔ)償元件皆應(yīng)屬于本發(fā)明的技術(shù)范疇。
此外，也可將棱鏡板的概念整合至擴(kuò)散板上，于擴(kuò)散板對應(yīng)于任意兩個相鄰的冷陰極螢光燈管之間的入光面處直接形成全反射棱鏡結(jié)構(gòu)，同樣可以達(dá)到補(bǔ)償這些冷陰極燈管之間的輝度，進(jìn)而增加光的利用率且提高整體輝度及均勻度。
綜上所述，本發(fā)明主要將光補(bǔ)償元件配置于任意兩個相鄰的發(fā)光元件之間，以將發(fā)光元件發(fā)出的光線導(dǎo)引至任意兩個相鄰的發(fā)光元件之間的上方處，至少具有下列優(yōu)點(diǎn)1.提高整體輝度，并可增加發(fā)光元件的光利用率。
2.不論從正向或側(cè)向觀看背光組件，皆可改善其光源的均勻性。
3.無須改變反射罩的形狀，有利于背光組件薄型化的發(fā)展。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍。即凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍的內(nèi)容所做的等同變化與修飾，皆應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求
1.一種直下式背光組件，用以提供一種平面式背光光源，包括多個發(fā)光元件，所述多個發(fā)光元件用以提供光源；一擴(kuò)散板，該擴(kuò)散板具有一面向該發(fā)光元件的入射面，以及背向該發(fā)光元件的一出射面；以及多個光補(bǔ)償元件，所述多個光補(bǔ)償元件配置于該發(fā)光元件與該擴(kuò)散板之間，且該光補(bǔ)償元件為一棱鏡板，該棱鏡板面向該發(fā)光元件的表面上具有多個棱鏡，用以將鄰近的該發(fā)光元件發(fā)出的光線折射進(jìn)入該光補(bǔ)償元件內(nèi)，再與該棱鏡發(fā)生全反射后，將該光線導(dǎo)引至該擴(kuò)散板相對介于兩個相鄰的該發(fā)光元件之間的區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的直下式背光組件，其特征在于該發(fā)光元件為冷陰極螢光燈管。
3.如權(quán)利要求1所述的直下式背光組件，其特征在于該發(fā)光元件為發(fā)光二極管。
4.如權(quán)利要求1所述的直下式背光組件，其特征在于該光補(bǔ)償元件位于任意兩個相鄰的該發(fā)光元件之間的上方。
5.如權(quán)利要求1所述的直下式背光組件，其特征在于以該棱鏡板的中心線為基準(zhǔn)，鄰近于該中心線的該棱鏡的頂角與遠(yuǎn)離該中心線的該棱鏡的頂角不同。
6.如權(quán)利要求1所述的直下式背光組件，其特征在于該棱鏡板為一平直的板狀。
7.如權(quán)利要求1所述的直下式背光組件，其特征在于該棱鏡板面向該擴(kuò)散板的表面被進(jìn)行漸層霧化處理。
8.如權(quán)利要求1所述的直下式背光組件，其特征在于該棱鏡板是與該擴(kuò)散板連結(jié)成一體。
9.如權(quán)利要求1所述的直下式背光組件，其特征在于該棱鏡板為一弧形的板狀。
10.如權(quán)利要求1所述的直下式背光組件，其特征在于還包括一配置于該發(fā)光元件與該擴(kuò)散板之間的透明平板，且該光補(bǔ)償元件是配置于該透明平板的表面。
11.如權(quán)利要求1所述的直下式背光組件，其特征在于該棱鏡板的邊緣為連續(xù)的鋸齒狀。
12.如權(quán)利要求1所述的直下式背光組件，其特征在于該棱鏡板的邊緣為連續(xù)的圓弧狀。
13.如權(quán)利要求1所述的直下式背光組件，其特征在于該棱鏡板的邊緣為連續(xù)的波浪狀。
14.如權(quán)利要求1所述的直下式背光組件，其特征在于該棱鏡板的材料為玻璃。
15.如權(quán)利要求1所述的直下式背光組件，其特征在于該棱鏡板的材料為壓克力。
16.如權(quán)利要求1所述的直下式背光組件，其特征在于還包括一反射罩，該發(fā)光元件則介于該反射罩與該擴(kuò)散板之間，由該反射罩將來自該發(fā)光元件的部分光線反射回該擴(kuò)散板。
全文摘要
本發(fā)明是一種直下式背光組件，其采用多個發(fā)光元件，使發(fā)出的光線由一反射罩反射或直接照射至一擴(kuò)散板，而提供一種平面式背光光源；本發(fā)明主要通過在任意兩個相鄰的發(fā)光元件之間增設(shè)一種光補(bǔ)償元件的手段，借此克服任意兩個相鄰的發(fā)光元件之間的亮度缺陷，進(jìn)而提高平面式背光光源的輝度及均勻度。
文檔編號G02F1/13GK1797091SQ20041008195
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者劉明達(dá), 郭浩然 申請人:中強(qiáng)光電股份有限公司