專利名稱：背光模塊以及液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種背光模塊，且特別是關(guān)于一種可應(yīng)用于一液晶顯示器的背光模塊。
背景技術(shù)：
近年來由于發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光效能已經(jīng)獲得大幅改善，未來可望與冷陰極熒光燈管(CCFL)并駕齊驅(qū)甚或超越冷陰極熒光燈管(CCFL)，因此發(fā)光二極管(LED)將可更廣泛運用于各種照明設(shè)備，特別是可適用于對于發(fā)光品質(zhì)以及效率要求更高的各種信息顯示裝置的光源上。
傳統(tǒng)的熒光燈為線光源，例如冷陰極熒光燈管(CCFL)，沒有特別的光軸以及特別的發(fā)光光型，在使用這些傳統(tǒng)光源時，需要考慮的設(shè)計變量不需太多，較為簡單。然而，對于例如LED的點光源，其發(fā)光原理以及封裝型式跟熒光燈或是其它傳統(tǒng)光源不一樣，，LED會在空間中產(chǎn)生自己特有的發(fā)光光型；這些光型大體上是以軸對稱的形態(tài)出現(xiàn)，該光源的出射光線形成一特殊的軸向，產(chǎn)生一假想的光軸。因此，LED光軸的調(diào)整對其光型在空間中的運用，產(chǎn)生重要的影響。由于具有光軸及不同發(fā)光光型的特性，在設(shè)計以LED當(dāng)光源的背光模塊時，必須經(jīng)過更仔細(xì)的光學(xué)設(shè)計，如此才可以更有效的運用此種點光源的發(fā)光特性。
一般而言，可以利用半強角(FWHM，F(xiàn)ull width at half maximum)大小來估計圓形發(fā)光強度角分布情況。其中，假設(shè)最高強度值為A，則半值角或稱視值角是指發(fā)光強度值為A/2的方向與法向的夾角。若從發(fā)光強度角分布圖來分，LED的發(fā)光光型大致可分為三類高指向性，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，半值角為5度～20度或更小；標(biāo)準(zhǔn)型，通常作指示燈用，半值角為20度～45度；散射型，這是視角較大的指示燈，半值角為45度～90度或更大。
例如美商lumileds公司即生產(chǎn)具有不同發(fā)光光型(radiation pattern)的LED產(chǎn)品。其發(fā)光光型例如圖1A～圖1C所示，有圖1A的蝠翼型(Batwingtype)，圖1B的半球型(Lambertian type)，圖1C的側(cè)光型(Side-emitting type)等各種不同的發(fā)光光型。另外業(yè)界尚有聚光型(Collimated radiation pattern)的LED設(shè)計。因此，如何利用不同于傳統(tǒng)光源的特有的發(fā)光光型，以有效應(yīng)用LED于背光模塊的設(shè)計上，即是目前我們努力的目標(biāo)之一。
目前以例如LED的點光源為光源的背光模塊，大都以一整塊完整平板為基底，并將LED排列在其上。以出光面為Z軸正向時，LED于背光模塊的設(shè)置位置僅能在X軸、Y軸兩方向上做調(diào)整，因此，對于調(diào)整背光模塊的中心亮度以及均勻性來說，僅能就LED的水平位置做變化。然而，在現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)下，中心亮度以及均勻性是依據(jù)LED在XY平面上的分布情形來決定，是為互斥的參數(shù)，在實務(wù)上往往不易取得進(jìn)一步的平衡。
有鑒于此，如何提高LED的設(shè)計參數(shù)，進(jìn)而能有效利用LED特有的發(fā)光光型，為業(yè)內(nèi)人士所致力的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在提供一種使用例如LED的點光源的背光模塊，其具有一支撐座，可以由非單一平面或由一曲面所構(gòu)成。在此結(jié)構(gòu)下，LED除了可以在水平位置上做調(diào)整以控制LED分布的密度外，還可以借由調(diào)整LED支撐座的姿態(tài)，來控制LED的光軸方向。因此，本發(fā)明可以比傳統(tǒng)直下式LED背光模塊多出一個「光軸方向」的設(shè)計參數(shù)，可以更有效利用LED在空間中特有的發(fā)光光型，以取得背光模塊在中心亮度以及均勻度的平衡。
依照本發(fā)明一優(yōu)選實施例，該背光模塊包括一支撐座，至少二個點光源以及一擴(kuò)散板，其中，該支撐座具有一光源支撐區(qū)，而該至少二個點光源則設(shè)置在該光源支撐區(qū)上，該擴(kuò)散板設(shè)置在該支撐座以及該些點光源上方，而該至少二個點光源于該背光模塊的厚度方向上的位置不同。
依照本發(fā)明另一優(yōu)選實施例，該背光模塊包括一支撐座，至少二個點光源以及一擴(kuò)散板，其中，該支撐座具有一光源支撐區(qū)，而該至少二個點光源則設(shè)置在該光源支撐區(qū)上，該擴(kuò)散板設(shè)置在該支撐座以及該些點光源上方，而該第一點光源以及該第二點光源的光軸方向為不平行。
根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施例，該液晶顯示器包括一液晶面板，一背光模塊以及一具有一容置空間的外殼，該外殼用以容置該液晶面板以及該背光模塊。該背光模塊包括一支撐座，至少二個點光源以及一擴(kuò)散板，其中，該支撐座具有一光源支撐區(qū)，而該至少二個點光源則設(shè)置在該光源支撐區(qū)上，該擴(kuò)散板設(shè)置在該支撐座以及該些點光源上方，而該至少二個點光源于該背光模塊的厚度方向上的位置不同。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下


圖1A～圖1C示出LED的各種不同發(fā)光光型。
圖2為一顯示裝置的分解示意圖。
圖3為本發(fā)明背光模塊的分解透視示意圖。
圖4A～圖4H示出本發(fā)明支撐座的各種變化實施例。
圖5為本發(fā)明支撐座的另一種實施例。
主要組件符號說明1～背光模塊； 2～顯示面板；3～外殼； 10～支撐座；11～擴(kuò)散板；12～光學(xué)組件；13～外框； 101～點光源；104～光源支撐區(qū)； 104A～第一平面區(qū)；104B～第二平面區(qū)； 104C～第三平面區(qū)；104D～第四平面區(qū)； 104E～第五平面區(qū)；104F～第六平面區(qū)； 106～非光源支撐區(qū)；106A～側(cè)壁；106B～側(cè)壁；204～光源支撐區(qū)； 204A～第一平面區(qū)；204B～第二平面區(qū)； 206～非光源支撐區(qū)；206A～側(cè)壁；206B～側(cè)壁；304～光源支撐區(qū)； 304A～第一平面區(qū)；304B～第二平面區(qū)； 306～非光源支撐區(qū)(側(cè)壁)；304’、304”～光源支撐區(qū)； 304A’、304A”～第一平面區(qū)；304B’、304B”～第二平面區(qū)；306’、306”～非光源支撐區(qū)；404、504、604、704、804～光源支撐區(qū)；
406、506、606、706、806～非光源支撐區(qū)；404A、404B、404C～第一平面區(qū)～第三平面區(qū)；504A、504B、504C～第一平面區(qū)～第三平面區(qū)；604A、604B、604C、604D、604E、604F～第一平面區(qū)～第六平面區(qū)；704A、704B、704C、704D～第一平面區(qū)～第四平面區(qū)；I～次光源支撐區(qū)；II～次光源支撐區(qū)。
具體實施例方式
請參見圖2，其示出一平面顯示裝置的分解示意圖。此一顯示裝置，大致上是由背光模塊1，顯示面板2以及外殼3所組合而成，其中背光模塊1的詳細(xì)分解透視圖請參見圖3。背光模塊1大致上是由支撐座10，光源101，擴(kuò)散板11，其它光學(xué)組件12以及外框13所組合而成。此處所謂的其它光學(xué)組件12，可以為一片或是多片的光學(xué)膜片，光學(xué)膜片可以例如為擴(kuò)散片，棱鏡片，微結(jié)構(gòu)片，增光片或是其它可以改變?nèi)肷涔獾墓鈱W(xué)特性的膜片。另外，在支撐座10與擴(kuò)散板11之間，必要時，也可加入一些光學(xué)組件，以提高光的利用率或是符合光的分布需求；或是加入一些輔助組件，以強化背光模塊本身結(jié)構(gòu)或是設(shè)計需求。
請參見圖3，在支撐座10上設(shè)置有多個點光源101，該些點光源101為例如LED的具有不同發(fā)光光型的點光源。支撐座10大致可以區(qū)分為一光源支撐區(qū)104以及一例如側(cè)壁106A的非光源支撐區(qū)106。在此實施例中，側(cè)壁106A可以用以支撐設(shè)置在上的擴(kuò)散板11。此側(cè)壁106A的形狀，可以為例如圖中所示的具有U形剖面的側(cè)壁106A，或是其它例如L型剖面或是任何形狀的側(cè)壁，并不以圖中所示為限。非光源支撐區(qū)106的側(cè)壁106A可以為環(huán)繞光源支撐區(qū)104四周的側(cè)壁，亦可以為例如圖中所示的位于光源支撐區(qū)104二側(cè)側(cè)邊的側(cè)壁106A。
光源支撐區(qū)104可以區(qū)分為至少兩區(qū)域，例如圖中所示的第一平面區(qū)104A以及第二平面區(qū)104B。第一平面區(qū)104A以及第二平面區(qū)104B上，各自設(shè)置有多個LED。由于第一平面區(qū)104A以及第二平面區(qū)104B位于不同的水平面，因此設(shè)置在第一平面區(qū)104A以及第二平面區(qū)104B上的多個LED分別位于不同的水平面，也就是說設(shè)置在第一平面區(qū)104A以及第二平面區(qū)104B上的多個LED在此背光模塊1的厚度方向上的位置不同。如圖中所示，第二平面區(qū)104B為被第一平面區(qū)104A所環(huán)繞的一凸起區(qū)域。多個點光源101分別設(shè)置在第一平面區(qū)104A以及第二平面區(qū)104B。在此附圖中，在第一平面區(qū)104A以及第二平面區(qū)104B中間，可以看到一例如側(cè)壁106B的非光源支撐區(qū)106設(shè)置其間。側(cè)壁106B的形狀可以視設(shè)計需求而為垂直或是傾斜的平面，甚或是為一曲面。側(cè)壁106B的高度，可以配合不同的點光源特性或是設(shè)計需求而變化，以產(chǎn)生所要達(dá)成的顯示亮度或是顯示均勻度，或是特別的光分布要求。
請參見圖4A～圖4H，其示出本發(fā)明支撐座10的一些變化實施例，為了簡化附圖，僅在圖4A以及圖4B示出三個點光源101以為示范說明，而在圖4C～圖4H中，點光源則省略未予示出。
請參見圖4A，光源支撐區(qū)204包括具有不同水平面的第一平面區(qū)204A以及第二平面區(qū)204B，第二平面區(qū)204B可以與圖3類似，為被第一平面區(qū)204A所環(huán)繞的一凸起區(qū)域。當(dāng)然，光源支撐區(qū)204亦可以為具有多個第一平面區(qū)204A以及多個第二平面區(qū)204B，第二平面區(qū)204B與第一平面區(qū)204A是以行或列的方式交錯排列設(shè)計安排；或者，光源支撐區(qū)204為具有多個第一平面區(qū)204A以及多個第二平面區(qū)204B，而這些多個第一平面區(qū)204A以及多個第二平面區(qū)204B彼此是以陣列方式交錯排列，諸如此類的設(shè)計均可變化運用于本發(fā)明中。另有位于光源支撐區(qū)204外側(cè)的側(cè)壁206A以及位于第一平面區(qū)204A以及第二平面區(qū)204B的側(cè)壁206B的非光源支撐區(qū)206。其中，側(cè)壁206A以及側(cè)壁206B均為垂直的側(cè)壁形式。
請參見圖4B，光源支撐區(qū)304包括第一平面區(qū)304A以及第二平面區(qū)304B，第二平面區(qū)304B被第一平面區(qū)304A所環(huán)繞，兩平面為直接鄰接。非光源支撐區(qū)306位于第一平面區(qū)304A以及第二平面區(qū)304B的外側(cè)，非光源支撐區(qū)306并未介于第一平面區(qū)304A以及第二平面區(qū)304B之間。第一平面區(qū)304A為一斜面而第二平面區(qū)304B為一水平面，亦即，第一平面區(qū)304A與第二平面區(qū)304B的法線并不平行。
請參見圖4C，其顯示圖4B的其中一情形，在此例中，第二平面區(qū)304B’為一長方形，而第一平面區(qū)304A’細(xì)分為四個朝向第二平面區(qū)304B’的斜面，非光源支撐區(qū)306’則環(huán)繞第一平面區(qū)304A’以及第二平面區(qū)304B’的四周。
請參見圖4D，其顯示圖4B的另一情形，在此例中，第二平面區(qū)304B”為一橢圓形，而第一平面區(qū)304A”細(xì)分為四個朝向第二平面區(qū)304B”的斜面，非光源支撐區(qū)306”則環(huán)繞第一平面區(qū)304A”以及第二平面區(qū)304B”的之四周。
請參見圖4E，相對于圖4C，光源支撐區(qū)404還包括一第三平面區(qū)404C，第一平面區(qū)404A為第三平面區(qū)404C所環(huán)繞。第一平面區(qū)404A以及第三平面區(qū)404C為二不平行的相鄰斜面，而第二平面區(qū)404B為一水平面，其中，第一平面區(qū)404A，第二平面區(qū)404B以及第三平面區(qū)404C的法線并不互相平行。
請參見圖4F，相對于圖4C，光源支撐區(qū)504還包括一第三平面區(qū)504C，第一平面區(qū)504A為第三平面區(qū)504C所環(huán)繞。與圖4E不同的是，第二平面區(qū)504B以及第三平面區(qū)504C為一水平面，而第一平面區(qū)504A為一斜面，其中，第二平面區(qū)504B以及第三平面區(qū)504C位于不同的水平面。
請參見圖4G，相對于圖4E，光源支撐區(qū)604還包括第四平面區(qū)～第六平面區(qū)604D～604F，第三平面區(qū)604C為第四平面區(qū)604D所環(huán)繞，第四平面區(qū)604D為第五平面區(qū)604E所環(huán)繞，第五平面區(qū)604E為第六平面區(qū)604F所環(huán)繞。除了第二平面區(qū)604B為一水平面外，第一平面區(qū)604A以及第三平面區(qū)～第六平面區(qū)604C～604F均為依次相鄰的不平行斜面。第一平面區(qū)604A以及第三平面區(qū)～第六平面區(qū)604C～604F的法線并不互相平行。
請參見圖4H，相對于圖4E或是圖4G，光源支撐區(qū)704區(qū)分為次光源支撐區(qū)I以及次光源支撐區(qū)II兩部份。次光源支撐區(qū)I以及次光源支撐區(qū)II兩部份各別具有多個平面區(qū)，例如第一平面區(qū)～第四平面區(qū)704A～704D。
請參見圖5，光源支撐區(qū)804為一曲面區(qū)，設(shè)置在其上的多個點光源(未示出出)在背光模塊的厚度方向上的位置會由于光源支撐區(qū)804本身的曲面變化而有不同。在此附圖中所示出的曲面為一連續(xù)變化的曲面，然實際運用時并不以此為限。
在本發(fā)明中，所稱的光源支撐區(qū)，用以設(shè)置光源之用，然而光源支撐區(qū)的每一個平面或是曲面并不一定都要設(shè)置有光源。多個點光源可以依實際設(shè)計的分布需求而于不同的平面或是曲面上有不同的設(shè)置密度。
在一個例如圖4C的變化實施例中，多個點光源系設(shè)置在第一平面區(qū)304A’，此多個點光源可以設(shè)置在如圖4C中的四個第一平面區(qū)304A’，亦可以僅設(shè)置在四個第一平面區(qū)304A’中的兩個第一平面區(qū)304A’，此兩個第一平面區(qū)304A’可以為位于相對側(cè)的兩第一平面區(qū)304A’，亦可以為位于相鄰側(cè)的兩第一平面區(qū)304A’。在另一個變化實施例中，未設(shè)置點光源的光源支撐區(qū)的平面或是曲面的面積可以縮小。
雖然本發(fā)明已以數(shù)個優(yōu)選實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何業(yè)內(nèi)人士，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作任意的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種背光模塊，包括一支撐座，具有一光源支撐區(qū)；一第一點光源以及一第二點光源，設(shè)置在該光源支撐區(qū)上，該第一點光源以及該第二點光源于該背光模塊的厚度方向上的位置不同；以及一擴(kuò)散板，設(shè)置在該支撐座以及該些點光源上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光模塊，其特征在于，該光源支撐區(qū)包括一曲面區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的背光模塊，其特征在于，該光源支撐區(qū)還包括一平面區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光模塊，其特征在于，該光源支撐區(qū)包括一第一平面區(qū)以及一第二平面區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的背光模塊，其特征在于，該第一平面區(qū)以及該第二平面區(qū)的法線為不平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的背光模塊，其特征在于，至少該第一平面區(qū)或該第二平面區(qū)其中之一為一斜面。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的背光模塊，其特征在于，該第一平面區(qū)以及該第二平面區(qū)具有不同的水平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求4～7項中的任一所述的背光模塊，其特征在于，還包括一第三平面區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的背光模塊，其特征在于，該第三平面區(qū)為一水平面。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的背光模塊，其特征在于，該第三平面區(qū)為一斜面。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的背光模塊，其特征在于，該第二平面區(qū)的水平面高于該第一平面區(qū)的水平面。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的背光模塊，其特征在于，該第二平面區(qū)的水平面低于該第一平面區(qū)的水平面。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的背光模塊，其特征在于，該第一平面區(qū)環(huán)繞該第二平面區(qū)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的背光模塊，其特征在于，該第二平面區(qū)環(huán)繞該第一平面區(qū)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的背光模塊，其特征在于，該第一平面區(qū)與該第二平面區(qū)交錯排列。
16.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的背光模塊，其特征在于，該第一平面區(qū)與該第二平面區(qū)是以陣列方式排列。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光模塊，其特征在于，該第一點光源以及該第二點光源具有不同的發(fā)光強度分布圖。
18.一種液晶顯示器，包括一液晶面板；一根據(jù)權(quán)利要求1的背光模塊，設(shè)置在該液晶面板的下方；以及一外殼，具有一容置空間，用以容置該液晶面板以及該背光模塊。
19.一種背光模塊，包括一支撐座，具有一光源支撐區(qū)；一第一點光源以及一第二點光源，設(shè)置在該光源支撐區(qū)上，該第一點光源以及該第二點光源的光軸方向為不平行；以及一擴(kuò)散板，設(shè)置在該支撐座以及該些點光源上方。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的背光模塊，其特征在于，該光源支撐區(qū)包括一曲面區(qū)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的背光模塊，其特征在于，該光源支撐區(qū)包括一第一平面區(qū)以及一第二平面區(qū)，該第一平面區(qū)以及該第二平面區(qū)的法線為不平行，而該第一點光源以及該第二點光源分別設(shè)置在該第一平面區(qū)以及該第二平面區(qū)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的背光模塊，其特征在于，該第一點光源以及該第二點光源具有不同的發(fā)光強度分布圖。
全文摘要
本發(fā)明提供一種背光模塊，此背光模塊包括一支撐座，至少二個點光源以及一擴(kuò)散板；其中，支撐座具有一光源支撐區(qū)，而至少二個點光源則設(shè)置在光源支撐區(qū)上，擴(kuò)散板設(shè)置在支撐座以及至少二個點光源上方，而至少二個點光源于該背光模塊的厚度方向上的位置不同，或者是出射光的光軸指向不同。借由本發(fā)明，我們可以自由調(diào)整背光模塊的中心高度及均勻度，提高背光模塊的光學(xué)表現(xiàn)。
文檔編號G02F1/1335GK1869791SQ20061009365
公開日2006年11月29日 申請日期2006年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月14日
發(fā)明者蕭孟佳, 陳志光, 黃國棟, 許玉燕 申請人:友達(dá)光電股份有限公司