專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于彩色液晶顯示裝置的背光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于彩色液晶顯示裝置的背光裝置，尤其涉及這樣一種背光裝置形式，其允許來(lái)自光源的三種顏色的光(R(紅色)，G(綠色)，B(藍(lán)色))直接投射在液晶顯示面板上的相應(yīng)象素上而不透過(guò)濾色器。
背景技術(shù)：
隨著近些年來(lái)液晶技術(shù)的發(fā)展，使用帶發(fā)光二極管(LED)的背光裝置作為光源的液晶顯示(LCD)模塊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。在大多數(shù)LED背光裝置中，三種顏色的LED光被混合入光導(dǎo)中成為白光，并結(jié)合濾色器來(lái)顯示顏色。但是，當(dāng)使用濾色器的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生諸如顏色衰退等一些問(wèn)題。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，日本特開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No.2002-196332公開(kāi)了一種擁有LED背光裝置的彩色液晶顯示裝置，其中三種顏色的LED光直接進(jìn)入LCD的相應(yīng)象素，光強(qiáng)由液晶開(kāi)閉器進(jìn)行控制，光的顏色并不使用濾色器來(lái)顯示。
圖1是依照日本特開(kāi)專(zhuān)利申請(qǐng)No.2002-196332的圖3，用來(lái)說(shuō)明傳統(tǒng)LED背光裝置的示意圖。從紅色LED 111發(fā)出的光被引入光導(dǎo)101。凹陷或其它變形部分120發(fā)射出的光穿過(guò)偏振濾光片104，入射在相應(yīng)的TFT(薄膜晶體管，Thin Film Transistor)排列105的顏色象素序列上，如圖1所示。與此相似，從藍(lán)色LED 112發(fā)出的光被引入光導(dǎo)102。變形部分120發(fā)射出的光入射在相應(yīng)TFT排列105的顏色象素序列上。從綠色LED 113發(fā)出的光也進(jìn)入光導(dǎo)103，變形部分120發(fā)射出的光也入射在相應(yīng)的TFT排列105的顏色象素序列上。每個(gè)光導(dǎo)101，102和103因而具有分層結(jié)構(gòu)。
傳統(tǒng)上來(lái)講，為了將LED光源中的三種顏色的光同時(shí)導(dǎo)入LCD面板，組件要被排列以使三個(gè)導(dǎo)光板彼此重疊放置，使得從每個(gè)紅、綠和藍(lán)LED光源發(fā)出的光被引導(dǎo)到三個(gè)分開(kāi)的導(dǎo)光板，在三個(gè)板堆疊起來(lái)的情況，每個(gè)顏色的光進(jìn)入LCD面板的相應(yīng)象素。所以，在傳統(tǒng)LED背光裝置中，為了調(diào)整其中包括導(dǎo)光板的LCD面板中的相應(yīng)顏色象素，必需將三塊導(dǎo)光板排列并重疊起來(lái)。對(duì)應(yīng)一個(gè)顏色的LCD面板一個(gè)象素的大小大約為100μm×300μm，三個(gè)象素排列起來(lái)的大小大約就有300μm×300μm。每個(gè)象素顯示一個(gè)單一的顏色，在象素之間會(huì)形成寬度大約15μm的暗邊。所以，需要進(jìn)行精確重疊以在每個(gè)導(dǎo)光板和LCD面板中得到15μm的暗邊寬度，而這制造起來(lái)是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是要減少重疊步驟的數(shù)量，以能夠很容易地將導(dǎo)光板精確地重疊到LCD面板上，從而為彩色液晶顯示裝置提供輕便和廉價(jià)的背光裝置。
根據(jù)本發(fā)明中的彩色液晶顯示裝置的背光裝置，可以使紅、藍(lán)和綠三原色光直接入射在液晶層的相應(yīng)象素上。本發(fā)明的背光裝置包括第一導(dǎo)光板；第一入射部分，其在該第一導(dǎo)光板的第一側(cè)面上的第一區(qū)域接收三原色光中的第一原色光；第二入射部分，其在與該第一導(dǎo)光板的第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè)面上的第二區(qū)域接收三原色光中的第二原色光；和第三入射部分，其在該第一導(dǎo)光板的背面上的第三區(qū)域接收三原色光中的第三原色光。
此外，第一入射部分可以具有發(fā)射第一原色光并且提供給第一側(cè)面的第一發(fā)光二極管和在第一側(cè)面上的第一區(qū)域外面的區(qū)域提供的第一遮光膜；第二入射部分可以具有發(fā)射第二原色光并且提供給第二側(cè)面的第二發(fā)光二極管和在第二側(cè)面上的第二區(qū)域外面的區(qū)域提供的第二遮光膜；第三入射部分可以具有在第一導(dǎo)光板的背面提供的第二導(dǎo)光板、在背面的第三區(qū)域外面的區(qū)域提供的第三遮光膜以及用于朝第二導(dǎo)光板發(fā)射第三原色光的第三發(fā)光二極管。而且，遮光膜包括反射膜和其它膜作為阻礙光的膜。
此外，從第一區(qū)域接收到的第一原色光所占據(jù)的區(qū)域，從第二區(qū)域接收到的第二原色光所占據(jù)的區(qū)域，和從第一導(dǎo)光板上的第三區(qū)域接收到的第三原色光所占據(jù)的區(qū)域，最好被設(shè)置為從發(fā)射表面看上去以交替方式呈帶狀彼此平行分布。
通過(guò)提供由在第一和第二導(dǎo)光板的表面上排列的凸起形成的棱鏡，或是通過(guò)提供由排列的凸起和下陷形成的棱鏡，可以增強(qiáng)從第一和第二導(dǎo)光板發(fā)射的光的方向性。
此外，形成許多散射在第一和第二導(dǎo)光板表面的光的凹陷和凸起，從第一和第二導(dǎo)光板發(fā)射的光被散射開(kāi)，由此導(dǎo)光板中的亮斑、亮點(diǎn)、亮線(xiàn)、不規(guī)則或類(lèi)似物可以被分布開(kāi)，所以其影響被減小，整個(gè)發(fā)射表面具備均勻的亮度。
還可以在第一和第二導(dǎo)光板的表面上形成能夠依靠電信號(hào)而在散射狀態(tài)和透射狀態(tài)間互換的散射片。
根據(jù)本發(fā)明中的彩色液晶顯示裝置，包括液晶層和用于該彩色液晶顯示裝置的背光裝置，其中紅、藍(lán)和綠三原色光直接入射在該液晶層的相應(yīng)象素上。該背光裝置包括第一導(dǎo)光板；第一入射部分，其在該第一導(dǎo)光板的第一側(cè)面的第一區(qū)域中接收三原色光中的第一原色光；第二入射部分，其在與該第一導(dǎo)光板中第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè)面的第二區(qū)域中接收三原色光中的第二原色光；和第三入射部分，其在該第一導(dǎo)光板的背面的第三區(qū)域中接收三原色光中的第三原色光。
此外，第一入射部分可以具有發(fā)射第一原色光且被提供給第一側(cè)面的第一發(fā)光二極管以及提供給第一側(cè)面上的第一區(qū)域外面的區(qū)域的第一遮光膜；第二入射部分可以具發(fā)射第二原色光且被提供給第二側(cè)面的第二發(fā)光二極管以及提供給第二側(cè)面上的第二區(qū)域外面的區(qū)域的第二遮光膜；第三入射部分可以具有提供給第一導(dǎo)光板的背面的第二導(dǎo)光板，提供給背面上的第三區(qū)域外面的區(qū)域的第三遮光膜，以及用于向第二導(dǎo)光板發(fā)射第三原色光的第三發(fā)光二極管。此外，例如包括反射膜或類(lèi)似物的遮光膜被用作每一個(gè)該遮光膜。
依據(jù)本發(fā)明，來(lái)自每一三原色的LED光源的光穿過(guò)每一個(gè)相應(yīng)的導(dǎo)光部分，直接投射在LCD面板的每個(gè)相應(yīng)象素上，這樣便無(wú)需用于LCD面板的濾色器，提高了透射率，而且還可以獲得具備高亮度和高效率的廉價(jià)LCD模塊。另外，導(dǎo)光板和LCD面板僅僅進(jìn)行一次重疊操作，所以能夠得到很高的精確度。僅僅使用一個(gè)或者兩個(gè)導(dǎo)光板，減輕了設(shè)備重量，簡(jiǎn)化了操作步驟，并且可以提高產(chǎn)量。

圖1是描述傳統(tǒng)背光裝置的橫截面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例中用于彩色液晶顯示裝置的背光裝置的平面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是對(duì)應(yīng)于圖2沿A-A’線(xiàn)縱向剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4是描述本發(fā)明第一實(shí)施例中用于彩色液晶顯示裝置的背光裝置結(jié)構(gòu)中來(lái)自L(fǎng)EB(B)2的光的特性的示意圖；和圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例中用于彩色液晶顯示裝置的背光裝置的平面結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施方式
下文中，本發(fā)明的具體實(shí)施例將結(jié)合相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例中用于彩色液晶顯示裝置的背光裝置的平面結(jié)構(gòu)的示意圖，圖3是對(duì)應(yīng)于圖2沿A-A’線(xiàn)縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。第一導(dǎo)光板4堆疊在第二導(dǎo)光板5上面。第一(R)區(qū)域1R，第二(G)區(qū)域1G，和第三(B)區(qū)域1B以交替方式排列在第一導(dǎo)光板4上。這些區(qū)域呈帶狀并且以從第一側(cè)面10到與該第一側(cè)面10相對(duì)的第二側(cè)面11的方向定向。第一(R)區(qū)域1R，第二(G)區(qū)域1G，和第三(B)區(qū)域1B的尺寸(寬度等等)與設(shè)置在第一導(dǎo)光板4上的液晶(LCD)面板8的相應(yīng)紅色(R)象素、綠色(G)象素、藍(lán)色(B)象素的寬度相對(duì)應(yīng)，而且處于相應(yīng)的位置上。
發(fā)射三原色中紅色光的紅色LED(R)1被設(shè)置在第一導(dǎo)光板4的第一側(cè)面10上，發(fā)射三原色中藍(lán)色光的藍(lán)色LED(B)2被設(shè)置在第一導(dǎo)光板4的第二側(cè)面11上。在第一側(cè)面10的與第二(G)區(qū)域1G和第三(B)區(qū)域1B接觸，但是不與第一(R)區(qū)域1R接觸的區(qū)域上形成遮光膜9。此外，在第二側(cè)面11的與第一(R)區(qū)域1R和第二(G)區(qū)域1G接觸，但是不與第三(B)區(qū)域1B接觸的區(qū)域上也形成遮光膜9。因此，只有來(lái)自紅色LED(R)1R的紅色光投射在第一導(dǎo)光板4的第一區(qū)域(R)上，只有來(lái)自藍(lán)色LED(B)1B的藍(lán)色光投射在第一導(dǎo)光板4上的第三區(qū)域(B)1B上。另一方面，在第一導(dǎo)光板4的底面上形成遮光膜9，也就是說(shuō)在接觸第二導(dǎo)光板5的面上，在與第一導(dǎo)光板4的第一(R)區(qū)域1R和第三(B)區(qū)域1B接觸，但是不與第二(G)區(qū)域1G接觸的區(qū)域上形成遮光膜9。發(fā)射綠色光的綠色LED(G)3被設(shè)置在第二導(dǎo)光板5的側(cè)面上，也就是說(shuō)，在與第一導(dǎo)光板4的第一和第二側(cè)面10，11垂直的側(cè)面上。來(lái)自綠色LED(G)3的綠色光因此入射在第二導(dǎo)光板5上，并從第一導(dǎo)光板4的底面被單獨(dú)引至第一導(dǎo)光板4的第二(G)區(qū)域1G。在第一導(dǎo)光板4的第一(R)區(qū)域1R，第二(G)區(qū)域1G，第三(B)區(qū)域1B入射的每一類(lèi)型的光是由第一導(dǎo)光板4表面上的第一(R)區(qū)域1R，第二(G)區(qū)域1G，第三(B)區(qū)域1B發(fā)出的。
第一導(dǎo)光板4的第一(R)區(qū)域1R，第二(G)區(qū)域1G和第三(B)區(qū)域1B被在第一導(dǎo)光板4表面上形成的凹槽和其它分割部分6劃分開(kāi)，并且提供一種排列形式，其中防止從第一導(dǎo)光板4的表面發(fā)出的顏色之間彼此混合?？梢灾圃斓谝粚?dǎo)光板4使得使用模子形成凹槽部分，并且凹槽部分可被加工為能夠反射或者阻隔光線(xiàn)。此外，保護(hù)層被應(yīng)用于導(dǎo)光板上，通過(guò)曝光和顯影處理而在凹槽部分之外的導(dǎo)光板表面上形成保護(hù)層圖案。也可以使用保護(hù)層圖案作為掩膜，通過(guò)蝕刻導(dǎo)光板而形成凹槽。
在第一導(dǎo)光板4的表面提供對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記7。該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記用于使第一導(dǎo)光板4和LCD面板8可以高精度地對(duì)準(zhǔn)并重疊。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記7可以具有打孔圖案從而可以進(jìn)行穿透觀(guān)察。
下面，將詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例中這樣構(gòu)造的背光裝置和液晶顯示裝置的操作。在第一導(dǎo)光板4的第一側(cè)面10與第二區(qū)域1G和第三區(qū)域1B接觸的區(qū)域中形成遮光膜9；并且在第一導(dǎo)光板4的第二側(cè)面11與第一區(qū)域1R和第二區(qū)域1G接觸的區(qū)域中也形成遮光膜9。因此，如圖4所示，只有來(lái)自藍(lán)色LED 2的藍(lán)色光入射在第一導(dǎo)光板4的第三區(qū)域1B上。該藍(lán)色光從第一導(dǎo)光板4的表面發(fā)射，直接入射(不穿過(guò)濾色器)在LCD面板8的藍(lán)色象素上。相似的，在第一區(qū)域1R，來(lái)自紅色LED 1的紅色光只被引至第一區(qū)域1R，從第一導(dǎo)光板4的表面發(fā)射，并且直接入射(不穿過(guò)濾色器)在LCD面板8的紅色象素上。而且，來(lái)自綠色LED(G)3的綠色光被引至第二導(dǎo)光板5，從其中在第一區(qū)域1R和第三區(qū)域1B設(shè)置了遮光膜的第一導(dǎo)光板4的底面進(jìn)入第一導(dǎo)光板4，并且從第二區(qū)域1G的表面發(fā)射，以直接投射(不穿過(guò)濾色器)在LCD面板8的綠色象素上。
以這種方式，每個(gè)顏色的光從第一導(dǎo)光板4直接進(jìn)入LCD面板8上每個(gè)顏色的象素。因此，無(wú)需用于LCD面板的濾色器，透射率得到提高，并且可以獲得具有高亮度和高效率的廉價(jià)LCD模塊。此外，由于三原色從同一個(gè)LED背光導(dǎo)光板4進(jìn)入LCD面板8，導(dǎo)光板和LCD面板只需重疊一次從而可以使它們精確配合。再有，在本實(shí)施例中，只有第一導(dǎo)光板4和第二導(dǎo)光板5用作導(dǎo)光板，從而減輕了設(shè)備重量，簡(jiǎn)化了操作步驟，并且可以提高產(chǎn)量。
下面將接著介紹第一實(shí)施例的一個(gè)變化形式。在第一實(shí)施例中描述了使用兩塊導(dǎo)光板4、5的例子，但是也可能，例如使在前述第一實(shí)施例中的綠色LED(G)3進(jìn)入平面光源，并將該平面光源放置在第一導(dǎo)光板4的下面來(lái)代替第二導(dǎo)光板5。因此得到一種不用第二導(dǎo)光板5而只使用一個(gè)導(dǎo)光板的結(jié)構(gòu)。在第一實(shí)施例和它的變化形式中，每個(gè)LED和區(qū)域的設(shè)置并不限于圖2和圖4所示的情況，而可以選擇任意位置。
此外，在第一導(dǎo)光板4的表面上可以提供由排列的凸起形成的棱鏡或由排列的凸起和下陷形成的棱鏡。利用這些棱鏡，可以增強(qiáng)從第一導(dǎo)光板4發(fā)射的光的方向性。
此外，在第一導(dǎo)光板4的表面上形成許多散射光的凹陷和凸起，并且從第一導(dǎo)光板4發(fā)射的光被散射開(kāi)，由此在導(dǎo)光板上中的亮斑、亮點(diǎn)、亮線(xiàn)、不規(guī)則等能夠分布開(kāi)來(lái)，所以它的影響被減小，并且整個(gè)發(fā)射表面亮度均勻。由此可獲得高亮度的光線(xiàn)和高發(fā)光效率。
可依靠電信號(hào)而在散射狀態(tài)和透射狀態(tài)間互換的散射片還可以形成在第一導(dǎo)光板4的表面上。通過(guò)該散射片，就可以根據(jù)所需的情況，在對(duì)從第一導(dǎo)光板4發(fā)射的光的散射和透射之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例中用于彩色液晶顯示裝置的背光裝置的平面結(jié)構(gòu)的示意圖。在前述第一實(shí)施例中，在第一導(dǎo)光板4上形成TFT圖案以得到TFT基底。門(mén)極配線(xiàn)18和信號(hào)配線(xiàn)12形成矩陣配置，TFT16就形成在交叉點(diǎn)上，象素電極17連接TFT 16的源極(S)。有時(shí)也可設(shè)置電容Cs專(zhuān)用的Cs配線(xiàn)13。通過(guò)將第一導(dǎo)光板制造在TFT基底中，LCD的驅(qū)動(dòng)電壓的極性被反轉(zhuǎn)并且可以執(zhí)行AC驅(qū)動(dòng)。因此可以防止材料的物理性質(zhì)變化、阻值減小，并防止其它由于長(zhǎng)期向液晶施加DC電壓而引起的衰減現(xiàn)象發(fā)生，延長(zhǎng)了LCD面板的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種用于彩色液晶顯示裝置的背光裝置，其中紅，綠，藍(lán)三原色光直接入射在液晶層的相應(yīng)象素上，所述背光裝置包括第一導(dǎo)光板；第一入射部分，用于在第一導(dǎo)光板的第一側(cè)面上的第一區(qū)域中接收所述三原色光中的第一原色光；第二入射部分，用于在所述第一導(dǎo)光板的與所述第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè)面上的第二區(qū)域中接收所述三原色光中的第二原色光；和第三入射部分，用于在所述第一導(dǎo)光板的背面上的第三區(qū)域中接收所述三原色光中的第三原色光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光裝置，其中所述第一入射部分具有第一發(fā)光二極管和第一遮光膜，其中第一發(fā)光二極管發(fā)射所述第一原色光并被提供至所述第一側(cè)面，第一遮光膜被提供至所述第一側(cè)面上的所述第一區(qū)域外面的區(qū)域；所述第二入射部分具有第二發(fā)光二極管和第二遮光膜，其中第二發(fā)光二極管發(fā)射所述第二原色光并被提供至所述第二側(cè)面，第二遮光膜被提供至所述第二側(cè)面上的所述第二區(qū)域外面的區(qū)域；和所述第三入射部分具有被提供至所述第一導(dǎo)光板的背面的第二導(dǎo)光板、被提供至所述背面上的所述第三區(qū)域外面的區(qū)域的第三遮光膜，和用于朝向所述第二導(dǎo)光板發(fā)射第三原色光的第三發(fā)光二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的背光裝置，其中，從發(fā)射表面看，從所述第一導(dǎo)光板中的第一區(qū)域接收到的第一原色光所占據(jù)的區(qū)域，從第二區(qū)域接收到的第二原色光所占據(jù)的區(qū)域，和從第三區(qū)域接收到的第三原色光所占據(jù)的區(qū)域，以交替方式呈帶狀彼此平行分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)中所述的背光裝置，其中，在所述第一和第二導(dǎo)光板的表面上形成棱鏡，并且從所述第一和第二導(dǎo)光板發(fā)射的光的方向性增強(qiáng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)中所述的背光裝置，其中在所述第一和第二導(dǎo)光板的表面上形成許多散射光的凹陷和凸起；并且從所述第一和第二導(dǎo)光板發(fā)射的光被散射開(kāi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)中所述的背光裝置，其中，在所述第一和第二導(dǎo)光板的表面上形成可依靠電信號(hào)而在散射狀態(tài)和透射狀態(tài)間交替的散射片。
7.一種彩色液晶顯示裝置，包括液晶層和用于彩色液晶顯示裝置的背光裝置，在該背光裝置中，紅、藍(lán)和綠三原色光直接入射在液晶層的相應(yīng)象素上，所述該背光裝置包括第一導(dǎo)光板；第一入射部分，用于在第一導(dǎo)光板的第一側(cè)面上的第一區(qū)域中接收所述三原色光中的第一原色光；第二入射部分，用于在所述第一導(dǎo)光板的與所述第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè)面上的第二區(qū)域中接收所述三原色光中的第二原色光；和第三入射部分，用于在所述第一導(dǎo)光板的背面上的第三區(qū)域中接收所述三原色光中的第三原色光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述第一入射部分具有第一發(fā)光二極管和第一遮光膜，其中第一發(fā)光二極管發(fā)射所述第一原色光并被提供至所述第一側(cè)面，第一遮光膜被提供至所述第一側(cè)面上的所述第一區(qū)域外面的區(qū)域；所述第二入射部分具有第二發(fā)光二極管和第二遮光膜，其中第二發(fā)光二極管發(fā)射所述第二原色光并被提供至所述第二側(cè)面，第二遮光膜被提供至所述第二側(cè)面上的所述第二區(qū)域外面的區(qū)域；和所述第三入射部分具有被提供至所述第一導(dǎo)光板的背面的第二導(dǎo)光板、被提供至所述背面上的所述第三區(qū)域外面的區(qū)域的第三遮光膜，和用于朝向所述第二導(dǎo)光板發(fā)射第三原色光的第三發(fā)光二極管。
全文摘要
一種用于彩色液晶顯示裝置的背光裝置，其中紅，綠，藍(lán)三原色光直接入射在液晶層的相應(yīng)象素上。該背光裝置包括第一導(dǎo)光板；第一入射部分，用于在第一導(dǎo)光板的第一側(cè)面上的第一區(qū)域中接收三原色光中的第一原色光；第二入射部分，用于在第一導(dǎo)光板的與第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè)面上的第二區(qū)域中接收三原色光中的第二原色光；和第三入射部分，用于在第一導(dǎo)光板的背面上的第三區(qū)域中接收三原色光中的第三原色光。這樣，重疊步驟的數(shù)量減少了，導(dǎo)光板可以很容易地且高準(zhǔn)確度地重疊在LCD面板上，由此可以獲得輕便且廉價(jià)的用于彩色液晶顯示裝置的背光裝置。
文檔編號(hào)G02B6/00GK1975537SQ20061016369
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月2日
發(fā)明者高橋美朝 申請(qǐng)人:Nec液晶技術(shù)株式會(huì)社