[发明专利]显示器用堆叠组合式背光板及具有该背光板的显示器

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种堆叠组合式背光板，尤其是一种具极佳的混光及区域亮度调控的堆叠组合式背光板。

【背景技术】

液晶屏幕(LCD)的应用已相当普及，有别于传统使用真空显像管的屏幕(CRT)，不仅具有轻薄不占空间的优势，其影像的清晰度更是可以高于真空显像管的屏幕，而且也比真空显像管的屏幕所需的电力少，使得液晶屏幕已逐渐取代了真空显像管的屏幕。

而目前液晶屏幕为显示影像的液晶面板，利用LED当背光源而且做成背光板已成为趋势，而利用LED当背光板有以下两种方法：

(1)利用多个LED组成一个面型光源，直接射向LCD面板，称为『直射型(Direct-lit)』背光板。

(2)利用导光板的技术，LED光源组成一条『光条』(Light-Bar)，再由导光板侧边入射，称为『边射型(Edge-lit)』背光板。

上述两种背光板各有其优点，依照目前技术，为了提高影像于液晶面板上的动态对比，会将液晶面板显示影像的画面区分出几个区域，并检测各区域的色度与亮度是需提高或降低，『直射型背光板』即可利用此技术，达到『区域亮度调控(Local-Area Diming Control)』而使动态对比(DynamicContrast Ratio)极佳，并同时减小功耗，但缺点是使面板整体厚度增加，且出光效率较差；相对地，『边射型背光板』出光效率较佳，且仅需藉由相当薄的导光板分散出光，空间耗费极小，但是因为在分区时需顾虑出光效率而不能将出光面积减少，使得区域不易区分出，无法配合区域亮度调控。

因此如何同时具有直射型及边射型上述两者优点，使面板的体积变小、并具有区域亮度调控的功能的背光板是本发明的重点。

1999年由Eizaburo Higuchi等人提出的技术「串列型面光源装置」(中国台湾专利412716号，美国专利USP 62413580)，如图1所示，利用模块(Modular)方式组成背光板，该背光板的结构包括多个光源14、15、16及多个导光板模块11、12、13，各导光板模块11、12、13均设有一堆叠部110、120、130，使例如导光板模块11的较窄部分可以叠放在相邻的导光板模块12的堆叠部120上。各导光板模块以模块13为例，分别具有：入光面131、光截止面132、出光面133、及布有散射点1340的微结构面134，其中入光面131的厚度远大于光截止面132，使得各模块在图右侧接近其光截止面处被抬高而形成有一下方空间，供在对应各入光面处置放对应光源14、15、16。

如此，多个导光板模块11、12、13的出光面可以共同组成大面积的背光板，而且各个模块11、12、13的光源14、15、16也可独立控制。只要微结构面134与出光面133夹角够小，则光线由入光面131以一角度入射后，将沿导光板模块13的左右延伸方向、在出光面133及微结构面134间不断反射，直到部份光线射到散射点1340才会发生散射，使部分光束由出光面133射出；未被射出的光则由光截止面132再反射返回导光板模块13中。

但一方面，当时是以冷阴极管(CCFL)作为光源，即便其作为线型光源的亮度及色度都非常均匀，但因为响应时间较长，并不适合应用在区域亮度调控领域中。另方面，即使改以白光LED或R、G、B三色LED混合做为光源，但类似点光源的LED必须经过适当长度的混光后才能均匀，亦即，堆叠部110、120、130的横向延伸距离要足够长，才可达成混光的效果。不幸地，区域亮度调控技术是建立在分区数目够多，每个区域涵盖范围较小的前提下，因此导光板模块11、12、13不可以延伸太长距离，堆叠部110、120、130随之长度有限，造成混光所需的距离长度不足，使该结构即使改以LED作为光源，仍明显与区域亮度调控技术相抵触。

针对以上缺点，OSRAM公司提出「照明装置之制造方法及照明装置」案(中国台湾专利I235803号)，改良其光导装置结构。如图2所示，光源即以LED 24、25、26为例，并将各光导装置21、22、23区分为两部份：一者为平行多面体结构的混光区215、225、235；另一部份为出光区216、226、236以光导装置23为例，混光区235分别具有对应LED光源的入光面231，相对于入光面231处，定义有一个如虚线所示的结束面237，此亦为出光区236的起始面238，使得混光区235与出光区236结合为一个整体，当LED光线入射至混光区235后，即以全内部反射TIR(Total-Internal-Reflection)方式在混光区235内前进，同时也达到混光作用，因此点光源可被均匀化。