專利名稱：提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種顯示器的背光源結(jié)構(gòu)，尤指一種提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
自2000年以來，平面顯示器(FPD)已取代傳統(tǒng)陰極射線管顯示器(CRT)的地位， 成為顯示技術(shù)的主流，而液晶顯示器(LCD)更占了平面顯示器市場中的絕大部分。液晶顯示器主要由液晶面板和背光模塊所組成，由背光模塊提供白光光源，再由液晶面板支配顯示器展現(xiàn)的色彩變化。液晶面板的結(jié)構(gòu)為兩片玻璃基板中間夾著一層液晶，且液晶面板更可視為由幾百萬個畫素(Pixel)的結(jié)構(gòu)組成的陣列。每一畫素的結(jié)構(gòu)在液晶面板下層玻璃有電晶體(TFT)鑲嵌于上，而上層的玻璃基板則與彩色濾光片(Color Filter)貼合。當電流通過電晶體產(chǎn)生電場變化，造成液晶分子偏轉(zhuǎn)，藉以改變光線的偏極性，再利用偏光片掌控光線的通過與否，由此決定畫素的明暗狀態(tài)。此外，上層玻璃因與彩色濾光片貼合，形成每個畫素各包含紅藍綠三顏色，這些發(fā)出紅藍綠色彩的畫素便構(gòu)成了面板上的影像畫面。 由于液晶面板只能導引光線，無法自發(fā)性產(chǎn)生光，液晶顯示器所呈現(xiàn)的光學表現(xiàn)由背光模塊提供的光源性質(zhì)所限制，因此，提升背光模塊的性能為改良液晶顯示器的重點之一。現(xiàn)有的背光模塊結(jié)構(gòu)，由背光光源與光學模塊與外殼所組成，背光光源所產(chǎn)生的光，經(jīng)由光學模塊內(nèi)如導光板、擴散片、棱鏡片、反射片及其群組，產(chǎn)生反射、折射、散射的現(xiàn)象，形成均勻的平面光源，最后由光學模塊的出光面射出。背光模塊的效能，可從輝度、色彩飽和度、耗電量及尺寸厚度的規(guī)格來檢測，這些項目均與背光光源密切相關(guān)，因此背光光源的采用與設(shè)計可視為背光模塊技術(shù)的核心之一。其光源種類主要有熒光燈管(EL)、冷陰極燈管(CCFL)與發(fā)光二極管(LED)，由于近年發(fā)光二極管的發(fā)光功率快速提升，現(xiàn)已成為最主要的背光光源，其主要應(yīng)用方式有直接使用白光發(fā)光二極管，或由紅(R)綠(G)藍(B)三色發(fā)光二極管進行混色，而獲得白光的效果。一般而言，白光發(fā)光二極管可提供較高的發(fā)光功率，但其色彩飽和度遠低于RGB三色發(fā)光二極管混色，而RGB三色發(fā)光二極管混色雖然有高色彩飽和度的優(yōu)點，但其輝度相對較低，上述二種背光光源均無法兼顧輝度及色彩飽和度。鑒于上述缺點，并為使液晶顯示器的表現(xiàn)更進一步提升，本實用新型提出一混合白光與RGB發(fā)光二極管的背光模塊改良結(jié)構(gòu)，使之同時具有高色彩飽和度與高輝度的長處。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的主要目的，旨在提供一種提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)，利用現(xiàn)有的RGB混色技術(shù)，結(jié)合高發(fā)光效率的白光發(fā)光二極管，擷取兩者的優(yōu)點設(shè)計成更高規(guī)格的光源結(jié)構(gòu)，以提升顯示器在使用時的影像品質(zhì)。為達上述目的，本實用新型的提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)，設(shè)置于一背光模塊內(nèi)用以提供光源于一液晶顯示模塊，其包含多個發(fā)光區(qū)域，該等發(fā)光區(qū)域相互鄰接設(shè)置并分別包含一色彩光源單元，具有一紅光發(fā)光二極管、一綠光發(fā)光二極管及一藍光發(fā)光二極管；及一輝度光源單元，具有一白光發(fā)光二極管；及一控制器， 電性連接該色彩光源單元及該輝度光源單元，供以調(diào)變該色彩光源單元及該輝度光源單元的開啟、關(guān)閉或階調(diào)控制。在一實施例中，該色彩光源單元與該輝度光源單元設(shè)置形成該紅光發(fā)光二極管、 該綠光發(fā)光二極管、該藍光發(fā)光二極管及該白光發(fā)光二極管呈現(xiàn)不規(guī)則順序排列的1*4單一條狀結(jié)構(gòu)而使該等發(fā)光區(qū)域相互鄰接形成至少一光條(Iightbar)。根據(jù)顯示器的需求考量，該等光條在該背光模塊內(nèi)為側(cè)入式設(shè)置；抑或，該等光條在該背光模塊內(nèi)為直下式設(shè)置。直下式設(shè)置亦有將該等光條在該背光模塊內(nèi)相對該液晶顯示模塊的水平線方位平行間隔排列設(shè)置，或?qū)⒃摰裙鈼l在該背光模塊內(nèi)相對該液晶顯示模塊的垂直線方位平行間隔排列設(shè)置等兩種較佳的設(shè)置方式。在一實施例中，該色彩光源單元與該輝度光源單元設(shè)置形成該紅光發(fā)光二極管、 該綠光發(fā)光二極管、該藍光發(fā)光二極管及該白光發(fā)光二極管呈現(xiàn)不規(guī)則順序排列的2 陣列結(jié)構(gòu)而使該等發(fā)光區(qū)域相互鄰接形成對應(yīng)該背光模塊尺寸大小的矩陣結(jié)構(gòu)。為了增加輝度，其中各該發(fā)光區(qū)域，更包含一補強光源單元，置于該2*2陣列結(jié)構(gòu)的中心處位置。其中，該補強光源單元具有一綠光發(fā)光二極管；或，該補強光源單元具有一白光發(fā)光二極管。綜上，本實用新型結(jié)合了現(xiàn)有兩種背光源的優(yōu)點，不僅色彩飽和度與RGB三色發(fā)光二極管混色具有相同水準，亦具備白光發(fā)光二極管的高輝度表現(xiàn)，使背光源結(jié)構(gòu)擁有更高的效能，順應(yīng)高畫質(zhì)與大尺寸的顯示器發(fā)展趨勢。

圖1為本實用新型較佳實施例的安裝示意圖(一)；圖2為本實用新型較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型較佳實施例的安裝示意圖(二)；圖4為本實用新型較佳實施例的組合示意圖；圖5為本實用新型另一較佳實施例的組合示意圖；圖6為本實用新型另一較佳實施例的補強示意圖；圖7為本實用新型另一較佳實施例的光譜分布圖。附圖標記說明1-背光模塊；10-光學模塊；2-提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)；22-發(fā)光區(qū)域；222-色彩光源單元；2222-紅光發(fā)光二極管； 2224-綠光發(fā)光二極管；2226-藍光發(fā)光二極管；224-輝度光源單元；2M4-白光發(fā)光二極管；226-補強光源單元；24-控制器；26-光條；3-液晶顯示模塊。
具體實施方式
為使貴審查委員能清楚了解本實用新型的內(nèi)容，謹以下列說明搭配圖式，敬請參閱。請參閱圖1所示，為本實用新型較佳實施例的安裝示意圖(一)。本實用新型提供一種提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)2，該提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)2設(shè)置于一背光模塊1內(nèi)，并經(jīng)由該背光模塊1，將提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)2的光源轉(zhuǎn)換成平面且均勻的白光，用以供予一液晶顯示模塊3，使之轉(zhuǎn)換成顯示器欲表現(xiàn)的彩色畫面。請參閱圖2，其為本實用新型較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中所示該提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)2包含多個發(fā)光區(qū)域22，該等發(fā)光區(qū)域22為混光白光的基本單位，并相互鄰接設(shè)置，構(gòu)成該提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)2的發(fā)光光源。該等發(fā)光區(qū)域22分別各包含高色彩飽和度的一色彩光源單位 222，與高輝度的一輝度光源單位224。該色彩光源單位222具有一紅光發(fā)光二極管2222、 一綠光發(fā)光二極管22M及一藍光發(fā)光二極管22 ，其在光學上顯露的優(yōu)勢，可從其在CIE 1931色彩空間上的表現(xiàn)窺知，依照現(xiàn)有的技術(shù)，該色彩光源單位222的色域均能涵蓋電子產(chǎn)品最常使用的sRGB標準，甚至提供NTSC 100%或以上的廣色域，并因所選擇的發(fā)光二極管的波長，組合成所需求的色域范圍，但由于制造不同顏色的發(fā)光二極管材料不同，連帶使電壓特性也隨之不同，使得該色彩光源單位222調(diào)整白平衡困難且成本偏高。而該輝度光源單位2M具有一白光發(fā)光二極管2244，該白光發(fā)光二極管2244多選用藍光激發(fā)黃色熒光粉的發(fā)光二極管，由于其發(fā)光效率高，能提供較大的輝度，但由于其發(fā)出的白光混合藍黃二波段的光，缺乏紅色波段的光譜，造成演色性(color rendition)較差。該提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光原改良結(jié)構(gòu)2，通過電性連接該色彩光源單元222與該輝度光源單元224的一控制器M，操縱該色彩光源單元222與該輝度光源單元224，使之開啟、關(guān)閉、或做階調(diào)調(diào)整，并通過該等發(fā)光區(qū)域22結(jié)合該色彩光源單元222與該輝度光源單位224，使該色彩光源單元222與該輝度光源單元2M設(shè)置成該紅光發(fā)光二極管2222、該綠光發(fā)光二極管22M、該藍光發(fā)光二極管22 及該白光發(fā)光二極管2244呈現(xiàn)不規(guī)則順序排列的1*4單一條狀結(jié)構(gòu)，而使該等發(fā)光區(qū)域22相互鄰接形成至少一光條洸(light bar)。該光條沈可為側(cè)入式設(shè)置于該背光模塊1內(nèi)，如圖3的本實用新型較佳實施例的安裝示意圖(二)所示，該光條26排列成對應(yīng)該背光模塊1的導光板側(cè)面大小的長條狀結(jié)構(gòu)，使該提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)2安插于該背光模塊1 內(nèi)的至少一側(cè)邊，其發(fā)出的光通過該背光模塊1的一光學模塊10，折射至該光學模塊10的上平面，并由棱鏡片、擴散片等光學膜片，讓白光均勻的從該背光模塊1的上平面透出，形成面光源。此外，該光條沈可為直下式設(shè)置于該背光模塊1內(nèi)，如圖1的本實用新型較佳實施例的安裝示意圖(一)所示。請參考圖4，并一并參閱圖1，本實用新型較佳實施例的組合示意圖。如圖中所示，該光條26平行間隔排列成對應(yīng)該背光模塊1底面大小的平面結(jié)構(gòu)， 使該提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)2安放于該背光模塊1的底面，其放置的方式可為相對該液晶顯示模塊3的水平線方位、或垂直線方位其中之一。且該提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)2所發(fā)出的光，通過該背光模塊 1的該光學模塊10散射至該光學模塊10的上平面，并經(jīng)由棱鏡片、擴散片等光學膜片從該背光模塊1的正面透出，供應(yīng)液晶顯示模塊3均勻的白光。請參閱圖5所示，其為本實用新型另一較佳實施例的組合示意圖。其中，該色彩光源單元222與該輝度光源單元2M設(shè)置形成該紅光發(fā)光二極管2222、該綠光發(fā)光二極管22M、該藍光發(fā)光二極管22 及該白光發(fā)光二極管2244呈現(xiàn)不規(guī)則順序排列的2*2陣列結(jié)構(gòu)，使該等發(fā)光區(qū)域22相互鄰接形成對應(yīng)該背光模塊1尺寸大小的矩陣結(jié)構(gòu)。參閱圖6，為本實用新型另一較佳實施例的補強示意圖，此種2 陣列結(jié)構(gòu)的該等發(fā)光區(qū)域22更包含一補強光源單元226，配合高輝度要求的產(chǎn)品需求，供以增加該提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)2的輝度表現(xiàn)。該補強光源單元2 含有一綠光或白光發(fā)光二極管，置于此2*2陣列結(jié)構(gòu)的該等發(fā)光區(qū)域22的中心位置，被該色彩光源單元222與該輝度光源單元2M所環(huán)繞，由于綠光和白光在同樣功率下人眼感受到的輝度較高，且其光譜對該提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)2的光譜特性影響較微，可以通過該控制器M維持原本的白平衡，故此種結(jié)構(gòu)可增添該發(fā)光區(qū)域22的輝度，而不影響其他光學特性。通過本實用新型的提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)2， 能得到高色飽和度、高輝度、以及白平衡最佳化的效果。圖7為本實用新型另一較佳實施例的光譜分布圖，圖中顯示本實用新型使用的彩色濾光片(CF)、該色彩光源單元222與輝度光源單元224的頻譜。測量使用本實用新型前后的該背光模塊1，搭配使用NTSC為68. 9% 的彩色濾光片的該液晶顯示模塊3，做光學測試可以得到以下的數(shù)據(jù)
透過率NTSC公知的RGB混色光源30%104. 12%本實用新型的提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)得顯示器背光源結(jié)構(gòu)39%104. 12%越大的透過率，即可得到越高的輝度。經(jīng)過實際驗證，本實用新型的該色彩光源單元222與該輝度光源單元2M全開時，能使該液晶顯示模塊3的輝度提高；即便經(jīng)由階調(diào)調(diào)整，亦能比現(xiàn)有的RGB混色光源得到更高的輝度。在NTSC色域的表現(xiàn)，本實用新型可與現(xiàn)有的RGB混色光源達到相同水準。而現(xiàn)有的RGB混色光源很難調(diào)整到精準的白平衡，容易造成色偏差，本實用新型加上白光的該輝度光源單元2M后，能使系統(tǒng)更容易調(diào)整得到理想的白平衡，此外，該色彩光源單元222與該輝度光源單元2M可搭配啟閉、階調(diào)調(diào)整，使白平衡達到最佳化。本實用新型結(jié)合了現(xiàn)有的RGB混光光源與白光二極體光源的兩種白光LED背光光源結(jié)構(gòu)，兼容并濟，并利用光學的特性，使本實用新型兼具高色彩飽和度與高輝度的優(yōu)點， 有效改善現(xiàn)有的白光二極體光源演色度不足以及現(xiàn)有RGB混光光源輝度表現(xiàn)較差的特性， 并進而改善現(xiàn)有RGB混光光源白平衡不易調(diào)整的缺點，達到去蕪存菁、截長補短的效果，使背光模塊所提供的光學效能更加提升，令顯示器具備更高品質(zhì)的發(fā)展。以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用以限定本實用新型實施的范圍，其他轉(zhuǎn)變方式亦皆在本案的范疇之中；故此等熟習此技術(shù)所作出等效或輕易的變化， 在不脫離本實用新型的精神與范圍下所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)涵蓋于本實用新型的專利范圍內(nèi)。綜上所述，本實用新型的提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)，具有專利的實用新型性，及對產(chǎn)業(yè)的利用價值；申請人于是依專利法的規(guī)定，向鈞局提起新型專利的申請。
權(quán)利要求1.一種提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)，設(shè)置于一背光模塊內(nèi)用以提供光源于一液晶顯示模塊，其特征在于，其包括多個發(fā)光區(qū)域，該等發(fā)光區(qū)域相互鄰接設(shè)置并分別包含一色彩光源單元，具有一紅光發(fā)光二極管、一綠光發(fā)光二極管及一藍光發(fā)光二極管；及一輝度光源單元，具有一白光發(fā)光二極管；及一控制器，電性連接該色彩光源單元及該輝度光源單元，該控制器調(diào)變該色彩光源單元及該輝度光源單元的開啟、關(guān)閉或階調(diào)控制。
2.如權(quán)利要求1所述的提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，該色彩光源單元與該輝度光源單元設(shè)置形成該紅光發(fā)光二極管、該綠光發(fā)光二極管、該藍光發(fā)光二極管及該白光發(fā)光二極管呈現(xiàn)不規(guī)則順序排列的1*4單一條狀結(jié)構(gòu)而使該等發(fā)光區(qū)域相互鄰接形成至少一光條。
3.如權(quán)利要求2所述的提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，該等光條在該背光模塊內(nèi)為側(cè)入式設(shè)置。
4.如權(quán)利要求2所述的提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，該等光條在該背光模塊內(nèi)為直下式設(shè)置。
5.如權(quán)利要求4所述的提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)， 其特征在于，該等光條在該背光模塊內(nèi)相對該液晶顯示模塊的水平線方位平行間隔排列設(shè)置。
6.如權(quán)利要求4所述的提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)， 其特征在于，該等光條在該背光模塊內(nèi)相對該液晶顯示模塊的垂直線方位平行間隔排列設(shè)置。
7.如權(quán)利要求1所述的提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，該色彩光源單元與該輝度光源單元設(shè)置形成該紅光發(fā)光二極管、該綠光發(fā)光二極管、該藍光發(fā)光二極管及該白光發(fā)光二極管呈現(xiàn)不規(guī)則順序排列的2 陣列結(jié)構(gòu)而使該等發(fā)光區(qū)域相互鄰接形成對應(yīng)該背光模塊尺寸大小的矩陣結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，各該發(fā)光區(qū)域，還包含一補強光源單元，置于該2 陣列結(jié)構(gòu)的中心處位置。
9.如權(quán)利要求8所述的提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)，其特征在于，該補強光源單元具有一綠光發(fā)光二極管。
10.如權(quán)利要求8所述的提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)， 其特征在于，該補強光源單元具有一白光發(fā)光二極管。
專利摘要本實用新型是一種提升色彩飽和度與輝度及白平衡表現(xiàn)的顯示器背光源結(jié)構(gòu)，設(shè)置于一背光模塊內(nèi)用以提供光源于一液晶顯示模塊，其包括多個發(fā)光區(qū)域，該等發(fā)光區(qū)域相互鄰接設(shè)置并分別包含一色彩光源單元，具有一紅光發(fā)光二極管、一綠光發(fā)光二極管及一藍光發(fā)光二極管；及一輝度光源單元，具有一白光發(fā)光二極管；及一控制器，電性連接該色彩光源單元及該輝度光源單元，供以調(diào)變該色彩光源單元及該輝度光源單元的開啟、關(guān)閉或階調(diào)控制。因而，本實用新型兼具高飽和度與高發(fā)光效率的長處，對于顯示器的光學效能有更進一步的提升。
文檔編號F21V19/00GK202001954SQ201120063059
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者林威沖, 蕭官誠 申請人:東貝光電科技股份有限公司