TWI300867B - - Google Patents

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1300867 五、發明說明（1) 【發明所屬技術領域】 本發明係有關一種混光裝置、及使用該裝置之面光源 裝置及液晶顯示裝置，尤指於將獨立之各三原色光之L E D ’予以混光生成白光光源之混光裝置，及使用該混光裝 置之面光源裝置，及液晶顯示裝置。 【先前技術】 按，習知之液晶顯示裝置，如圖一所示，主要係由顯 示器1及面光源裝置2所組成，該顯示器1本身並無法發 光’其所需之光源皆來自於面光源裝置2 ，該面光源裝置 2具有一導光板2 〇，該導光板2 〇之反射面設置有反射 板2 1 ，而導光板2 〇鄰近於反射板2 1之端面處設置有 密度及面積大小不同之導光圖樣2 〇 1 ，並於導光板2 0 之出光面設置有光擴散元件2 2及聚光元件2 3 ，另於導 光板2 0之至少一入光端面2 0 2設置有燈源2 4，該燈 源2 4則以反射器2 5予以包覆。 習知之液晶顯示裝置在運作上，主要係由燈源2 4輸 出之光源，一部份直接射入導光板2 〇中，一部份則經反 射器2 5反射後再射入導光板2 〇，進入導光板2 〇中之 光源會於導光板2 0底面的反射板2丄作反射動作，先經 光擴散兀件2 2，再經聚光元件2 3作光源的聚光動 最後朝顯不裔1射入其光源，以供顯示器丄作顯示 源之用，而導光板2 〇鄰近於反射板21之端面處所 密度及面積大小不同之導光圖樣2 0 1，則有補強導=

1300867 五'發明說明（2) 2 0因與燈源2 4距離遠近而產生光源強弱不均之效能。 前述面光源裝置2中之燈源2 4選擇，如圖二、三所 示，通常可為冷陰極燈管2 4 1或L E D 2 4 2 (即發光 二極體），該冷陰極燈管2 4 1為一長管狀體，可提供線 狀之白光，該L E D 2 4 2則可提供點狀之光源，若要令 其光源形成為白光時，以光之三原色R、G、B (即紅、 藍、綠三色）混光後將形成白光，運作上係將至少一組 R、G、B三原色之LED2 4 2配置於導光板20之入 光端面202處，當各LED242所射出之光源會於導 光板2 0之入光端面2 0 2處進行混光而形成白光，之後 朝導光板2 0之入光端面2 0 2反向行進，利用此種三原 色L E D 2 4 2之混光，因具備了可見光譜頻率中之低頻 的紅光、中頻的綠光及高頻之藍光，其發光之波長如圖四 所示，紅光約為640nm、綠光約為5 2 5ηπι、藍光約為 4 7 0 nm，故其光源在色域表現較大，色彩之飽和度較優 良，原應為一種十分良好之應用，然，經過相關產業來應 用時，仍發現下列諸多缺點： 一、如圖五所示，初期進入導光板2 0之入光端面 2 0 2之R、G、B光源，尚處於混光之動作時，須令該 等光源於導光板2 0之入光端面2 0 2中行進一段距離 後，相互混合後才能順利混合而成白光，此一混合距離即 已·佔據導光板2 0 —相當的面積，而成一非有效出光區域 2 0 4 ，該混合距離而成之非有效出光區域2 0 4因不具 備白光，故不能被予以利用，·以致導光板2 0設計上必須

1300867 五、發明說明（3) 預留此一非有效出光區域2 ◦ 4 ，是一導光板2 0有效出 光面積浪費之情況，另一方面也可以視同是顯示器1有效 顯示區域之縮減之所在。 二、各原色L E D混合之光源，是藉由導光板2 0作 導光及混色，光源於行進動作時，因三原色之光源極易缺 少其中任一或二種之光源，而於導光板2 0之入光面端 2 0 2相鄰之二側邊緣2 0 3在此情況下，無法順利混合 出白光，形成混光不完整之殘色現象，此殘色現象所成之 殘色區域2 0 5 ’亦佔據導光板2 0 —相當面積，該殘色 區域2 0 5之面積一樣因不具備白光之提供而不被利用， 而如前述第一點所言，為導光板2 0有效出光面積之浪 費，亦是顯示器1有效顯示區域縮減之缺失。 故，有業者為克服上述種種問題，構思出如圖六所 示，將R、G、B之LED242配置於導光板20入光 端面2 0 2之距離L予以放大，期待L E D 2 4 2之初期 光源在未射入導光板2 0之前，於該距離中即利用空氣作 為介質，進行混光的動作。此一構思雖似可行，然，實務 中，放大LED242與導光板2 0之距離L，即造成整 個部品之尺寸作無謂的放大，而縮減了有效顯示面積與顯 示器之面積比，實非解決問題之正確手段及途徑。

較近期之技術中，已有發展出如圖七所示之L E D 3 ，該L E D 3係以藍光晶粒3 1配上黃色螢光粉3 2， 而由本身來發射出白光，然，此種白光L E D 3乃為互補 色所形成之白光，該光源所形成之色域表現較為小，應用

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曰曰 五、發明說明（4) 時如圖七之一所示，一旦後續通過配置於顯示器、 丄 面板1 1中之彩色濾光片（C〇1〇r f i 1 . x L 0 ρ 及 1 1 1時，會令欲展現之色彩不良，而呈現色彩鮮盤 層次感不足之問題。 另一種可在本身發射出白光的L E D 4 ，如圖八所 示，則是將可發射R、G、B各色光之L E D予以組人為 一體，加以一具透光性之外罩4 1 ，得令R、g、B i各 L E D所發射出之光源於一開始即進行混光，形成白光& 向外射出，惟，此種r、G、B三原色L E D 4 ，因係 <為 將各色光之L E D予以組合而成，故若依同等光源輸出之 效率為準，該R、G、B三原色L E D 4之體積極為各個 R、G、B色光L e D三倍大之多，會形成因體積過大， 而發生應用時不易與其他元件相容，造成其他相關元件設 計、配置之侷限，進而增加應用時之困難度。 " 又，前述二種如圖七、八所示之白光L E D 3、4， 其提供之光源仍不脫為點狀光源，而面光源裝置2中所應 用光源，以線狀光源比點狀光源之運用其效果較為良好^ L E D所提供之光源本身會有一定的角度問題，且各相鄰 L E D之間會造成光源夾角問題，故光源的運用須將點光 源轉化成線光源，最後才能形成面光源而予以利用，是 以，無論是何種L E D，皆須於導光板2 0之入光端面 2 〇 2附近先行混光，待形成線狀光源後，才有利於.後續 光源之利用，此乃L E D點狀光源之屬性，亦為缺失之所 在0

1300867 五、發明說明（5) 【發明内容】 本發明之主要目的，乃在提供一種混光裝置、及使用 該裝置之面光源裝置及液晶顯示裝置，其主要係在於將各 獨立之紅光、綠光、藍光之LED所射出之R、G、B三 原色光，予以混光而生成白光光源。 本發明之次一目的，乃在提供一種混光裝置、及使用 該裝置之面光源裝置及液晶顯示裝置，其主要在於將各獨 立之紅光、綠光、藍光之L E D所射出之R、G、B點狀 之三原色光，予以混光而生成線狀之白光光源。 本發明之再一目的，乃在提供一種混光裝置、及使用 該裝置之面光源裝置及液晶顯示裝置，其主要在於利用混 光裝置於面光源裝置之設置，消除面光源裝置中導光板之 不良出光區域，提高面光源裝置整體出光效能。 本發明之又一目的，乃在提供一種混光裝置、及使用 該裝置之面光源裝置及液晶顯示裝置，其主要在於設有混 光裝置之面光源裝置應用於液晶顯示裝置時，使該液晶顯 示器於顯示時，具R、G、B三原色光之白光光原，能提 南色彩展現能力。 【實施方式】 為使 貴審查委員能更易於了解本發明所能達到之功 效，茲配合圖示說明如下： 首先請參閱圖九所示，本發明之混光裝置5 ，主要係 由混光體5 1及反射罩體5 2所組成，該混光體5 1係由 透光性良好之材質製成，如玻璃、熱塑性樹脂…等，該反

第10頁 1300867 五、發明說明（6) 射罩體5 2則由反射效果較佳之材質製成，如金屬或具全 反射功能之光學膜片。混光體5 1具有一光之受光端面 5 11及一光之出光端面512 ，反射罩體52之造型以 能依混光體5 1之形體予以包覆為原則，惟，對應於混光 體5 1之出光端面5 1 2位置，予以呈開放狀之開放部 5 2 1 ，另，對應於混光體5 1之受光端面5 1 1位置， 則具有複數個嵌設部5 2 2及複數個發射紅光（R )、綠 光（G)、藍光（B)之 LED52 3。 次請參閱圖十，本發明於應用時，乃係將複數個可發 射R、G、B色光之L E D 5 2 3 ，分別設置於反射罩體 5 2之各個嵌設部5 2 2，而反射罩體5 2 2則將混光體 5 1予以包覆，又反射罩體5 2之開放部5 2 1對應之混 光體5 1光之出光端面5 1 2則不予包覆，使混光體5 1 之出光端面5 1 2呈外露開放狀態；而發射R、G、B光 源之L E D 5 2 3 ，各自提供之各顏色綜合光源，即為色 光中之三原色，此光源經混光體5 1之受光端面5 1 1而 進入混光體5 1之中，此時，各個可發射R、G、B色光 之L E D 5 2 3之光源會於混光體5 1中相互交錯混合， 且反射罩體5 2之内周環面皆具有全反射功能，更加強了 各可發射R、G、B色光之L E D 5 2 3光源之混合效 果。是以，經其一段混合之後，而可將原本各自獨立可發 射R、G、B色光之L E D 5 2 3之光源，混合而成為白 色光源，並朝混光體5 1之出光端面5 1 2射出，成一線 狀之白光光源射出。

1300867 五、發明說明（7) 再請參閱圖十一，當面光源裝置6在利用本發明之混 光裝置5時，係將混光裝置5之混光體5 1之出光端面 5 1 2對應於面光源裝置6中之導光板6 1之入光端面

6 1 1位置設立之，混光裝置5之出光端面5 1 1面積之 長度及寬度，恰與導光板6 1之入光端面6 1 1面積之長 度及寬度相配合，以滿足面光源裝置6接受來自混光裝置 5之光源最佳狀態，原各可發射R、G、B色光之L E D 5 2 3射出之點狀各顏色光源，已經由混光體5 1予以混 光而成白光之線狀光源，當光源開始進入導光板6 1中 時，即可令導光板6 1整個面積接收可用之光，而此光源 再經導光板6 1反射面之導光圖樣6 1 2及反射板6 2之 反射動作後續朝導光板6 1之出光面射出，進而達到面光 源裝置6整體出光效能之提高。 另請參閱圖十二，混光裝置5可設置於面光源裝置6 之下侧邊端處，並將反射罩體5 2之開放部5 2 1予以延 設一反射空間，而可令混光體5 1輸出之白光光源於反射 後，向導光板6 1之入光端面6 1 1輸入。

又，如圖十三所示，混光體5 1之出光端面5 1 2可 與導光板6 1之入光端面6 1 1相銜接，反射罩體5 2除 了依混光體5 1之型體而成形予以包覆之外，亦可達到光 源反射、引導之效果。 另，不論混光體5 1之形體為何，若控制混光體5 1 中之受光端面5 1 1至出光端面5 1 2之長度，即可獲得 不同之混光效能，尤其是對不同材質之混光體5 1及不同

第12頁 1300867 LED， 四所示， 光、綠色 自射出之 之三原色 和度較優 置利用時 令顯不器 ，而達到 述，本發 晶顯示裝 立射出之 源之輸出 裂置，以 提南面光 白光光源 内彩色濾 顯已符合 法提出發 准予專利 以滿足 藉由混 光、藍 光源， R、G 良，當 ’此光 7於顯 較佳之 明之混 置，乃 二種原 ，並利 消除面 源裝置 ，達到 光片時 產業上 明之中 之審定 最佳之 光裝置 色光R 混光而 、B， 面光源 源通過 示時， 視覺效 光裝置 將三原 色光予 用混光 光源裝 整體之 該光源 ，增進 之利用 請’祈 ，至感 五、發明說明（8) 光射角度之 如圖十 卡發射紅色 5 2 3，各 具有光源中 源，色彩飽 液晶顯示裝 7 1後，能 色彩更艷麗 綜上所 源裝置及液 極體）各獨 並為線狀光 源之面光源 區域，進而 裝置發出之 之液晶面板 及鮮豔度， 要件，爰依 鑑，惠賜為 混光表現。 5之設置， 、G、b 之 成白光，1¾ 為一較大色 裝置6將此 顯示器7之 色彩展現更 果。 、及使用該 色光之L E 以混光而成 裝置提供之 置中導光板 出光效能； 通過顯示裝 色彩視覺展 性、新穎性 請 貴審查 德便。 可將原獨立 L E d 白先光源即 域表現之光 先$提供給 彩色濾光片 I層次感， 裝置之 D (發 白色光 線狀白 不良之 由面 置中顯 現之層 及進步 委員之 面光 光二 源， 光光 出光 光源 示器 次感 性之 詳

1300867 圖式簡單說明 一、 圖式說明 圖一係習知液晶顯示裝置之簡單示意圖。 圖二係習知面光源裝置燈源之示意圖。 圖三係習知面光源裝置另一燈源之示意圖。 圖四係R、G、B三原色L E D之發光頻譜圖。 圖五係圖三之混光情況示意圖。 圖六係習知R、G、B三原色L E D與導光板之另一 配置示意圖。 圖七係習知白光L E D之剖視圖。 圖七之一係圖七之使用狀態示意圖。 圖八係習知另一白光L E D之示意圖。 圖九係本發明混光裝之立體分解圖。 圖十係本發明混光裝置組合後之剖視圖。 圖十一係本發明混光裝置使用於面光源裝置之示意 圖。 圖十二係本發明混光裝置使用於面光源裝置之實施例 示意圖。 圖十三係本發明混光裝置使用於面光源裝置之另一實 施例示意圖。 圖十四係本發明混光裝置使用於面光源裝置之液晶顯 示裝置之示意圖。 二、 圖號說明 1顯示器. 1 1液晶面板 1 1 1彩色濾光片 2面光源裝置 2 0導光板 2 0 1導光圖樣

第14頁 1300867 圖式簡單說明 3 L E D 4 L E D 5混光裝置 面光源裝置 2 0 2入先端面 2 2擴散元件 2 4燈源 2 4 2 L E D 3 1藍光晶粒 4 1外罩 5 1混光體 5 1 2出光端面 5 2 1開放部 5 2 3 L E D ( 6 1導光板 6 1 2導光圖樣 2 1反射板 2 3聚光元件 2 4 1冷狯極燈管 2 5反射器 3 2黃色螢光粉 5 1 1受光端面 5 2反射罩體5 2 2嵌設部 R、G、B ) 6 1 1入光端面 6 2反射板 7液晶顯示器

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Claims (1)

1300867 六、申請專利範圍 1 · 一種混光裝置，係由混光體及反射罩體組成，其 特徵在於： 該混光體具有一光之受光端及出光端； 該反射罩體以能包覆前述混光體之形體而成之造型，且對 應於混光體出光端面位置，呈一開放部，以能使混光體之 出光端面外露者，而對應於對應於混光體之受光端面位 置，則設置複數個嵌設部，以設置複數個獨立發光之發光 二極體（LED)，如紅色光、綠色光、藍色光。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之一種混光裝置，其 中該混光體係以具透光性材質，如玻璃、熱塑性樹脂所製 成者。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之一種混光裝置，其 中反射罩體係以具反射功能，如金屬、光學膜片所製成 者。 4 · 一種面光源裝置，係具備：如申請專利範圍第1 項所述之一種混光裝置，以及 面光源裝置中之導光板之入光端係接受來自於上述混光裝 置輸出之光源。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之一種面光源裝置， 其中上述混光裝置之混光體係可設立於該面光源裝置之下 侧端邊，混光裝置之反射罩體之開放部則延設成有一反射 空間’俾令光源自混光體射出後，付到反射而能輸入導光 板中者。 6 ·如申請專利範圍第4項所述之一種面光源裝置，

第16頁 1300867 六、申請專利範圍 其中上述混光裝置中混光體之出光端面係直接銜接面光源 裝置中導光板之入光端面。 7 · —種液晶顯示裝置，係具備：如申請專利範圍第 4項所述之一種面光源裝置，以及 接受來自上述面光源裝置提供光源之液晶面板。

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