專利名稱：背光模塊及應用其的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光模塊及應用其的液晶顯示裝置，且特別涉及一種用 以均勻出光的背光模塊及應用其的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
隨著信息、通信產(chǎn)業(yè)不斷地推陳出新，帶動了液晶顯示器(Liquid Crystal Display; LCD)市場的蓬勃發(fā)展。液晶顯示器具有高畫質(zhì)、體積小、重量輕、 低驅(qū)動電壓、與低消耗功率等優(yōu)點，因此被廣泛應用于個人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant; PDA)、移動電話、攝錄放影機、筆記型電腦、桌上型顯示 器、車用顯示器、及投影電視等消費性通訊或電子產(chǎn)品。加上集成電路 (Integrated Circuit; IC)產(chǎn)業(yè)與液晶顯示器制造技術(shù)的突飛猛進，這些消費性 通訊或電子產(chǎn)品亦朝向輕、薄、短、小的趨勢發(fā)展。尤其是在電腦產(chǎn)品方面， 除了高性能、高速度的桌上型電腦外，攜帶方便的筆記型電腦更是受到極大 的注意與重^L。
目前市場上常見的液晶顯示器大部分為背光型液晶顯示器，這類的液晶 顯示器一般主要由前端的液晶顯示面板以及后端的背光模塊組成。因此，背 光模塊為液晶顯示器中相當關(guān)鍵的零部件之一。背光模塊可依照光源入射位 置的不同分成側(cè)光式入光(Edge Lighting)與直下式入光(Bottom Lighting)兩 種，通常運用于各種信息、通訊、消費產(chǎn)品的中，由此提供上述產(chǎn)品的液晶 顯示器(Liquid Crystal Display, LCD)—個面光源。
已知的背光模塊常使用的光源例如有冷陰極熒光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL)、 熱陰極熒光燈(Hot Cathode Fluorescent Lamp; HCFL)、 發(fā)光二才及管(Light-Emitting Diode ; LED)或電激發(fā)光片 (Electro-Luminescence; EL)等，由于冷陰極焚光燈管及熱陰極熒光燈等線光 源的體積較大，因此一般的手持式電子產(chǎn)品遂采用體積較小的發(fā)光二極管、 電激發(fā)光片等點光源作為液晶顯示器的自發(fā)性的光源。
目前，使用發(fā)光二極管的點光源背光模塊先利用紅色、綠色以及藍色三
5原色的發(fā)光二極管來進行混光，由此形成白光后再加以出光。然而，由于發(fā) 光二極管的光譜具有單一 高峰值的特性，因而當利用不同單色的發(fā)光二極管
來進行混光時，容易在出光后產(chǎn)生光色不均(Color Mura)的情形。另外，當 進行混光時，需要特定的混光距離來均勻混光，因而增加背光模塊的厚度。
發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的 一方面在于提供一種背光模塊及應用其的液晶顯示裝置， 由此使相同或不同的色光可充分混合并均勻出光，以提供光色單一且均勻的 背光源，減少光色不均的情形。
本發(fā)明的又一方面在于提供一種背光模塊及應用其的液晶顯示裝置，由 此縮短混光距離，減少背光;f莫塊的厚度。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明的背光模塊至少包含有多個光源和均光模 塊。均光模塊設(shè)置于這些光源上，其中均光模塊至少包含有聚光透鏡片和散 光結(jié)構(gòu)層。聚光透鏡片設(shè)置于這些光源上，用以聚集發(fā)光，散光結(jié)構(gòu)層設(shè)置 于聚光透鏡片上，用以發(fā)散由聚光透鏡片所穿過的光線。
另外，才艮據(jù)本發(fā)明的實施例，上述這些光源具有相同的光色。
另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，本發(fā)明的背光模塊至少包含有光源組和均 光模塊。光源組設(shè)有多個光源，均光模塊設(shè)置于光源組上，其中均光模塊至 少包含有聚光透鏡片和散光結(jié)構(gòu)層。聚光透鏡片設(shè)置于光源組上，用以聚集 發(fā)光，散光結(jié)構(gòu)層設(shè)置于聚光透鏡片上，用以發(fā)散由聚光透鏡片所穿過的光 線。
另夕卜，根據(jù)本發(fā)明的實施例，上述背光模塊設(shè)置于液晶顯示模塊的下方， 由此形成液晶顯示裝置。
因此，本發(fā)明的背光模塊及其應用可提供光色單一且均勻的背光源，并 減少光色不均的情形。且本發(fā)明的背光模塊可減少光源的設(shè)置數(shù)量，降低整 體成本。另外，本發(fā)明的均光模塊可縮短混光距離，減少背光模塊的厚度。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所 附圖示的詳細說明如下
圖1為依照本發(fā)明的第一實施例的背光模塊與液晶顯示模塊的剖面示意圖。
圖2為繪示依照本發(fā)明的第 一 實施例的背光模塊未設(shè)有均光模塊和光學
膜片組時的俯視示意圖。
圖3為繪示依照本發(fā)明的第 一 實施例的背光模塊的均光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為繪示依照本發(fā)明的第一實施例的背光模塊的聚光透鏡片的聚光動作示意圖。
圖5為繪示依照本發(fā)明的第 一 實施例的背光模塊的散光結(jié)構(gòu)層的光發(fā)散動作示意圖。
圖6A為繪示依照本發(fā)明的第一實施例的單一平凸透鏡結(jié)構(gòu)的立體示意圖。
圖6B為繪示依照本發(fā)明的第一實施例的沿著A-A，剖面線所形成的剖面示意圖。
圖6C為繪示依照本發(fā)明的第一實施例的沿著B-B，剖面線所形成的剖面示意圖。
圖7為繪示依照本發(fā)明的第二實施例的背光模塊的剖面示意圖。圖8A為繪示依照本發(fā)明的第三實施例的背光模塊的單一光源組的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8B為繪示依照本發(fā)明的第三實施例的背光模塊的俯視示意圖。圖8C為繪示依照本發(fā)明的第 一 實施例的沿著C-C，剖面線所形成的剖面示意圖。
圖9為繪示依照本發(fā)明的第四實施例的背光模塊的剖面示意圖。附圖標記說明
100:背光模塊110:殼體
111:光出射口112:腔室
U2a:內(nèi)側(cè)側(cè)壁120:光源
130:均光模塊131:聚光透鏡片
132:散光結(jié)構(gòu)層132a:平凸透鏡結(jié)構(gòu)
140:光學膜片組
200:液晶顯示模塊320:光源420光源組421基板
422光源430均光模塊
431聚光透鏡片432散光結(jié)構(gòu)層
520光源組521基板
522光源530均光模塊
具體實施例方式
請參照圖1和圖2,圖1為繪示依照本發(fā)明的第一實施例的背光模塊與液晶顯示模塊的剖面示意圖，圖2為繪示依照本發(fā)明的第一實施例的背光模塊未設(shè)有均光模塊和光學膜片組時的俯視示意圖。本實施例的背光模塊100優(yōu)選為直下式背光模塊，其設(shè)置于液晶顯示模塊200的下方，由此形成液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display; LCD)。背光模塊100包含有殼體110、多個光源120、均光模塊130及光學膜片組140。殼體110用以承載這些光源120、均光模塊130及光學膜片組140。這些光源120用以發(fā)出至少二種不同顏色的色光，均光模塊130設(shè)置于這些光源120上，用以均勻地混合這些光源120所發(fā)出的色光，由此避免背光模塊100的出光具有光色不均(ColorMum)的情形。光學膜片組140設(shè)置于均光模塊130的上方，以進行不同目的的光學改善操作。
如圖l所示，本實施例的殼體IIO具有光出射口 111和腔室112。光出射口lll用以出光，在本實施例中，殼體IIO可與均光模塊130形成密閉結(jié)構(gòu)的燈罩，用以避免光線從光出射口 111以外的部分泄漏出去，其中殼體110由不透光材料制成，例如塑化材料、金屬材料或上述材料的組合。腔室112形成于殼體110的內(nèi)部空間，用以容置這些光源120。腔室112的內(nèi)側(cè)側(cè)壁112a可涂布有高反射率材料，例如金、銀、鋁或上述材料的組合，用以使一部分未正面射出的光線可反射至光出射口 111。
如圖1所示，本實施例的這些光源120例如為冷陰極熒光燈管(ColdCathode Fluorescent Lamp; CCFL)、熱陰才及焚光燈(Hot Cathode FluorescentLamp; HCFL)、發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode; LED)、有機發(fā)光二極管(Organic Light Emitting Diode; OLED)或電;敫發(fā)光片(Electro-Luminescence;EL)。這些光源120排列設(shè)置于殼體110的容室112中，用以朝光出射口 111來發(fā)出至少二種不同顏色的色光。
8值得注得的是，上述的光源的排列方式僅為本發(fā)明的一種實施方式，本 光模塊結(jié)構(gòu)及應用皆不脫本發(fā)明的權(quán)利要求所限。
請參照圖3至圖5,圖3為繪示依照本發(fā)明的第一實施例的背光模塊的 均光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖3中在均光模塊的左側(cè)圖形繪示聚光透鏡片 的底視圖，而圖3中在均光模塊的右側(cè)圖形繪示散光結(jié)構(gòu)層的俯視圖。圖4 繪示依照本發(fā)明的第一實施例的背光模塊的聚光透鏡片的聚光動作示意圖， 圖5為繪示依照本發(fā)明的第一實施例的背光模塊的散光結(jié)構(gòu)層的光發(fā)散動作 示意圖。本實施例的均光模塊130至少包含有聚光透鏡片131和散光結(jié)構(gòu)層 132。聚光透鏡片131設(shè)置于這些光源120上，用以聚集這些光源120所發(fā) 出的光線，聚光透鏡片131例如可為三棱鏡片、菲涅耳(Fresnel)透鏡片或 其任意組合。散光結(jié)構(gòu)層132設(shè)置于聚光透鏡片131上，用以發(fā)散由聚光透 鏡片131所穿過的光線，在本實施例中，散光結(jié)構(gòu)層132可為陣列平凸透鏡 片(或稱魚眼陣列透鏡片)，以發(fā)散光線。本實施例的光學膜片組140例如為 漫射片、棱鏡片、增亮膜(Brightness Enhancement Film; BEF)、反射式增亮 膜(Dual Brightness Enhancement Film; DBEF)、非多層膜式反射偏光片 (Diffused Reflective Polarizer Film; DRPF)或上述的任意組合，其設(shè)置于均光 模塊130之上方，用以使由均光模塊130的出光可再進行不同目的的光學改 善操作。
當本實施例的背光模塊IOO進行出光時，這些光源120可分別發(fā)出不同 色光，此時，不同色光可通過均光模塊130的聚光透鏡片131來進行聚光動 作，并形成混光效果，由此使不同的色光可混成單一色光，例如使三原色(紅、 綠及藍)光混成一白光。由聚光透鏡片131所發(fā)出的光線直接射入散光結(jié)構(gòu) 層132，并通過散光結(jié)構(gòu)層132來進行發(fā)散動作，以進一步發(fā)散光線，使光 色均勻化，減少光色不均的情形。
請參照圖6A至圖6C，圖6A為繪示依照本發(fā)明的第一實施例的單一平 凸透鏡結(jié)構(gòu)的立體示意圖，圖6B為繪示依照本發(fā)明的第一實施例的沿著 A-A，剖面線所形成的剖面示意圖，圖6C為繪示依照本發(fā)明的第一實施例的 沿著B-B，剖面線所形成的剖面示意圖。值得注意的是，當均光模塊130的散 光結(jié)構(gòu)層132例如為陣列平凸透鏡片，且應用于顯示器中時，由于一般顯示 器(未繪示)的長寬比例約為16: 9或4: 3,亦即顯示器的在橫向上的尺寸大于在縱向上的尺寸，此時，可通過提高每一平凸透鏡結(jié)構(gòu)132a在預設(shè)方向 上的曲率來進一步均勻化整體出光效果，例如陣列平凸透鏡片中的每一平凸 透鏡結(jié)構(gòu)132a在橫向(沿著B-B，剖面線的方向)上的曲率可大于在縱向(沿著 A-A，剖面線的方向)上的曲率，由此提升橫向的光發(fā)散效果，因而可進一步 均勻背光模塊對于整體顯示器的出光效果，避免因顯示器的長寬尺寸比例不 同，而產(chǎn)生不均勻的出光效果。
因此，本實施例的背光模塊及應用其的液晶顯示裝置可均勻地混光和出 光，以減少光色不均的情形。相較于已知背光模塊需增加混光距離或光源的 設(shè)置數(shù)量來均勻混光，本實施例的背光模塊可通過均光模塊130來進行均勻 地混光和發(fā)散光譜，因而可大幅縮短混光距離，并可減少光源的設(shè)置數(shù)量， 減少背光模塊100的厚度。
請參照圖7 ，其繪示依照本發(fā)明的第二實施例的背光模塊的剖面示意圖。 以下僅就本實施例與第一實施例的相異處進行說明，關(guān)于相似處在此不再贅 述。相較于第一實施例，第二實施例的多個光源320發(fā)出相同的光色，例如 為多個單色發(fā)光二極管。此時，光線可通過均光模塊130來進行聚光動作和 發(fā)散動作，以均勻化分別由這些光源320所發(fā)出的光線，避免出光不均(Mura) 的情形。
請參照圖8A至圖8C，圖8A為繪示依照本發(fā)明的第三實施例的背光模 塊的單一光源組的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8B為繪示依照本發(fā)明的第三實施例的背 光模塊的俯視示意圖，圖8C為繪示依照本發(fā)明的第一實施例的沿著C-C，剖 面線所形成的剖面示意圖。以下僅就本實施例與第 一實施例的相異處進行說 明，關(guān)于相似處在此不再贅述。相較于第一實施例，第三實施例的背光模塊 100具有多光源組420,其可設(shè)置于殼體110的腔室112中。光源組420設(shè) 有基板421和多個光源422，這些光源422排列設(shè)置于基板421(例如為圓形 基板)上，而這些光源422發(fā)出的光色可以是相同的或不相同的。此時，第 三實施例的背光模塊100設(shè)有多個均光模塊430，每一這些均光模塊430對 應地設(shè)置于每一這些光源組420上。當這些光源422發(fā)出的光色為相同時， 均光模塊430可均勻化光源組420的出光，使光源組420可均勻發(fā)光，而無 發(fā)光不均的情形。當這些光源422發(fā)出的光色為不同時，均光模塊430可先 均勻地進行混光，并發(fā)散光線的光譜，使單一光源組420可發(fā)出光色單一且 均勻的光線。值得注意的是，此時，均光模塊430的聚光透鏡片431例如可
10為三棱鏡片、菲涅耳(Fresnel)透鏡片或其任意組合，而散光結(jié)構(gòu)層432可 例如為陣列平凸透鏡片(或稱魚眼陣列透鏡片)或擴散層。
又，在本實施例中，這些光源422可為多個發(fā)光二極管，并可發(fā)出三原 色(紅、綠及藍)的色光，由此混色來發(fā)出白光。此時，由于一般綠光發(fā)光二 極管的發(fā)光效果較差，這些發(fā)光二極管的排列設(shè)置可為紅-綠-綠-藍(RGGB)， 由此增加設(shè)置綠光發(fā)光二極管來混成白光。
請參照圖9,其繪示依照本發(fā)明的第四實施例的背光模塊的剖面示意圖。 以下僅就本實施例與第三實施例的相異處進行說明，關(guān)于相似處在此不再贅 述。相較于第三實施例，第四實施例的背光模塊100具有多個光源組520， 其可排列設(shè)置于殼體110的腔室112中，此時，第四實施例的均光模塊530 共同地設(shè)置于這些光源組520上。光源組520設(shè)有基板521和多個光源522, 這些光源522發(fā)出的光色可以是相同的或不相同的。當這些光源522發(fā)出的 光色為相同時，均光模塊530可均勻這些光源組520的出光，使背光模塊100 可均勻出光，而無出光不均(Mura)的情形。當這些光源522發(fā)出的光色為不 同時，均光模塊530可均勻地進行混光，并發(fā)散光線的光譜，因而本實施例 的背光模塊100可提供光色單一且均勻的背光源。
由上述本發(fā)明的實施例可知，本發(fā)明的背光模塊及應用其的液晶顯示裝 置可均勻地混光和出光，以發(fā)出光色單一且均勻的光線，且可減少光色不均 的情形。另外，由于光線可得到充分利用，因而可減少光源的設(shè)置數(shù)量，降 低整體成本。再者，本發(fā)明的均光模塊可均勻地進行混光和發(fā)散光語，以縮 短混光距離，減少背光模塊的厚度。
雖然本發(fā)明已以實施例纟皮露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng) 域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾， 因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權(quán)利要求所界定者為準。
權(quán)利要求
1. 一種背光模塊，至少包括多個光源；以及至少一均光模塊，設(shè)置于這些光源上，其中每一該均光模塊至少包括聚光透鏡片，設(shè)置于這些光源上，用以聚集這些光源的發(fā)光，其中該聚光透鏡片選自由三棱鏡片、菲涅耳透鏡片及上述的任意組合所組成的組；以及散光結(jié)構(gòu)層，設(shè)置于該聚光透鏡片上，用以發(fā)散由該聚光透鏡片所穿過的光線，其中該散光結(jié)構(gòu)層是陣列平凸透鏡片。
2. 如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中還至少包括殼體，用以裝設(shè)這些光源和該均光模塊，其中該殼體的內(nèi)側(cè)側(cè)壁涂布有 高反射率材料，以反射光線來正向出光。
3. 如權(quán)利要求2所述的背光模塊，其中該高反射率材料選自由金、銀、 鋁及上述材料的組合所組成的組。
4. 如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中還至少包括光學膜片組，設(shè)置于該均光模塊的上方，其中該光學膜片組選自由漫射 片、棱鏡片、增亮膜、反射式增亮膜、非多層膜式反射偏光片及上述的任意 組合所纟且成的纟且。
5. 如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中該陣列平凸透鏡片具有多個平凸 透鏡結(jié)構(gòu)，且每一平凸透鏡結(jié)構(gòu)在第一預設(shè)方向上的曲率大于在第二預設(shè)方 向上的曲率，而該第 一預i殳方向和該第二預i殳方向相互垂直。
6. 如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中這些光源為多個點光源。
7. 如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中這些光源用以發(fā)出至少二種不同 顏色的色光。
8. 如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中這些光源所發(fā)出的色光用以進行 混光，以發(fā)出白光。
9. 如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中這些光源具有相同的光色。
10. 如權(quán)利要求1所述的背光模塊，其中這些光源形成多個光源組，每 一這些光源組設(shè)有多個光源。
11. 如權(quán)利要求IO所述的背光模塊，其中每一該均光模塊對應地設(shè)置于每一這些光源組上。
12. 如權(quán)利要求IO所述的背光模塊，其中這些光源組為一紅光發(fā)光二極 管、二綠光發(fā)光二極管及一藍光發(fā)光二極管。
13. —種液晶顯示裝置，至少包括 液晶顯示模塊;以及背光模塊，設(shè)置于該液晶顯示模塊的下方，其中該背光模塊至少包括 多個光源；以及均光模塊，設(shè)置于這些光源上，其中該均光模塊至少包含聚光透鏡片，設(shè)置于該光源組上，用以聚集這些光源的發(fā) 光，其中該聚光透鏡片選自由三棱鏡片、菲涅耳透鏡片及上述的任意組合所 組成的組；以及散光結(jié)構(gòu)層，設(shè)置于該聚光透鏡片上，用以發(fā)散由該聚光 透鏡片所穿過的光線，其中該散光結(jié)構(gòu)層為陣列平凸透鏡片。
14. 一種液晶顯示裝置，至少包括 液晶顯示才莫塊;以及背光模塊，設(shè)置于該液晶顯示模塊的下方，其中該背光模塊至少包括 多個光源組，其中每一這些光源組設(shè)有多個光源；以及 多個均光模塊，其中每一這些均光模塊對應地設(shè)置于每一這些光源 組上，且每一這些均光模塊至少包含聚光透鏡片，設(shè)置于該光源組上，用以聚集這些光源的發(fā)光；以及散光結(jié)構(gòu)層，設(shè)置于該聚光透鏡片上，用以發(fā)散由該聚光 透鏡片所穿過的光線。
15. —種液晶顯示裝置，至少包括 液晶顯示才莫塊;以及背光模塊，設(shè)置于該液晶顯示模塊的下方，其中該背光模塊至少包括 多個光源組，其中每一這些光源組設(shè)有多個光源；以及 均光模塊，設(shè)置于這些光源組上，且該均光模塊至少包含聚光透鏡片，設(shè)置于該光源組上，用以聚集這些光源的發(fā) 光，其中該聚光透鏡片選自由三棱鏡片、菲涅耳透鏡片及上述的任意組合所 組成的纟且；以及散光結(jié)構(gòu)層，設(shè)置于該聚光透鏡片上，用以發(fā)散由該聚光 透鏡片所穿過的光線，其中該散光結(jié)構(gòu)層為陣列平凸透鏡片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種背光模塊及應用其的液晶顯示裝置。此背光模塊至少包含有多個光源和均光模塊。均光模塊設(shè)置于這些光源上，其中均光模塊至少包含有聚光透鏡片和散光結(jié)構(gòu)層。聚光透鏡片用以聚集光源，散光結(jié)構(gòu)層用以發(fā)散光線。此背光模塊可應用于液晶顯示裝置中。本發(fā)明的背光模塊及應用其的液晶顯示裝置可均勻地混光和出光，以發(fā)出光色單一且均勻的光線，且可減少光色不均的情形。另外，由于光線可得到充分利用，因而可減少光源的設(shè)置數(shù)量，降低整體成本。再者，本發(fā)明的均光模塊可均勻地進行混光和發(fā)散光譜，以縮短混光距離，減少背光模塊的厚度。
文檔編號G02F1/13357GK101477269SQ200810001618
公開日2009年7月8日 申請日期2008年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日
發(fā)明者陳春誠 申請人:奇美電子股份有限公司