CN100414388C

CN100414388C - 平面显示器

Info

Publication number: CN100414388C
Application number: CNB2005101038350A
Authority: CN
Inventors: 周信宏
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AUO Corp
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2025-09-12
Also published as: US20060114366A1; TWI263846B; TW200619777A; CN1740869A

Abstract

一种平面显示器包括一导光单元、一面板以及一框体。面板设于导光单元上方。框体结合组装导光单元以及面板。一间距形成于导光单元以及面板之间，该间距的高度介于5毫米至50毫米之间，而从导光板所射出的光线将经过间距。该平面显示器可还包括一透光板，设于间距之中。

Description

平面显示器

技术领域：

本发明关于一种平面显示器技术及其光源装置，并关于控制影像的色彩以及发光特性的显示器技术。

背景技术：

近年来，平面显示器以其轻薄且大尺寸的特点而备受重视，并逐渐普遍应用于商务或是日常生活之中。平面显示器技术一般应用于电子产品，例如笔记本计算机、桌上型显示器、电视、数字相机、DVD播放器、个人数字助理(PDAs)、手机、掌上型游乐器以及汽车导航系统。此外，平面显示技术的普遍应用，也刺激了色彩感测方法以及光源控制等技术的进步。

图1显示传统的平面显示器101的截面图，其具有光源102设于导光单元103的两侧，并搭配反光罩104。一扩散板105设于该导光单元103的一出光表面106a以及一液晶面板107之间。该光源102搭配反光罩104，可使光线进入并穿过入射表面106b。在该导光单元103的背侧(或底侧)的反光表面106c设有一反光板108。光源102可以为发光二极管或灯管，并透过该导光单元103，对该液晶面板107提供光线。

传统的平面显示器通常包括一导光单元，配合各式的光学组件，例如前述的扩散板、反射式偏光片或是增亮片(BEF)等等。此外，该导光单元以及该等光学组件设于液晶面板与反光板之间。

传统的平面显示器可以为主动式阵列液晶显示器，具有薄膜晶体管、驱动电路，控制电路以及电源供应电路。

传统技术具有亮度以及色彩均匀度的问题，因此，在传统技术中倾向增加光源的数量，以改善此问题，然而如此会造成能量的浪费并增加成本。在传统技术中，大部分的光线均被层层的光学组件所吸收，特别是在于偏光片(层)、彩色滤光片以及其它的光学组件，因此最终只有极小比例的光线能实际的被运用。

传统技术主要缺点在于，从导光板所射出的光线在最终显示为彩色影像时，缺乏稳定性以及色彩流畅性，并且在显示时，会伴随有暗点(dark spot)以及褪色区(faded color area)等缺陷。

因此目前需要一种能改善平面显示器的色彩流畅性以及亮度的装置以及方法。一般广泛的认为，在未来的显示器技术中，液晶显示器需具有更高的出光效率以及色彩均匀度(流畅度)。所以本发明提供具有较高出光效率以及色彩均匀度(流畅度)的平面显示器。

发明内容：

本发明即为了欲解决上述传统技术的问题，而提供的一种平面显示器，其目标在于提供优选的色彩流畅度以及更强的亮度。特别在于，其以一单层结构改善了平面显示器的视觉特性。因此可增进发光二极管光源所提供的光线的色彩均匀性。

本发明的平面显示器包括一导光单元、一面板以及一框体。面板设于该导光单元上方。框体结合组装该导光单元以及面板。一间距形成于导光单元以及该面板之间，该间距的高度介于5毫米至50毫米之间，而从导光板所射出的光线将经过该间距。该平面显示器还包括一透光板，设于该间距之中。

本发明亦可以为一平面显示系统具有一导光手段、一间距手段以及一平面显示器屏幕。该间距手段设于该导光手段以及平面显示器屏幕之间。此外，该间距手段包括一间隙手段或是一透光手段。

本发明主要运用一间距于导光单元上方，以供从导光单元射出的光线通过，借此改善平面显示器的色彩流畅度以及亮度。

附图说明：

图1显示传统的平面显示器；

图2A-图2C显示本发明各种实施例的平面显示器的光学组件的截面图；

图3显示本发明的一实施例的平面显示器的截面图；

图4显示本发明的另一实施例的平面显示器的截面图；

图5显示本发明的另一实施例的平面显示器的截面图。

符号说明：

101～平面显示器

102～光源

103～导光单元

104～反光罩

105～扩散板

106a～出光表面

106b～入射表面

106c～反光表面

107～液晶面板

108～反光板

201～导光单元

202～反光板

203～扩散板

204～面板

205～偏光片

206～间距

301～平面显示器

301a～间距

301b～透光板

302～面板

303～扩散板

304～反射式偏光片

305～导光单元

306～反光板

307～发光二极管

308～反光罩

309～框体

310～底座

401～平面显示器

401a～间距

402～面板

403a、403b～扩散板

404～反射式偏光片

405～导光单元

406～反光板

407～发光二极管

408～反光罩

409～框体

410～底座

501～平面显示器

501a～间距

502～面板

503a、503b～扩散板

504～反射式偏光片

505～导光单元

506～反光板

507～发光二极管

508～反光罩

509～框体

510～底座

具体实施方式：

以下参照实施例及附图，说明本发明的实施方式。

本发明的平面显示器的特点在于，包括一间距，位于该导光单元以及该扩散板之间。参照图2A，导光单元201设于反光板202以及扩散板203之间，扩散板203上方搭配有面板204(例如液晶面板)。间距206位于该导光单元201以及该扩散板203之间。在图2B中，导光单元201设于该反光板202以及多个光学组件(扩散板203以及偏光片205)之间。同样的，间距206位于该导光单元201以及该扩散板203之间。偏光片205上方搭配有面板204。在图2C中，扩散板203设于该反光板202以及导光单元201之间，多个光学组件(例如偏光片205以及扩散板203)设于一面板204以及该导光单元201之间，间距206位于该导光单元201以及该扩散板203之间。

图3显示本发明的平面显示器301的截面图，其具有一间距301a以获致高亮度以及良好的色彩流畅度。平面显示器包括面板302、扩散板303a、扩散板303b、反射式偏光片304、导光单元305、发光二极管307以及框体309。导光单元305设于反光板306以及扩散板303a之间。间距301a形成于该扩散板303a以及该反射式偏光片304之间。该平面显示器还包括一透光板301b，设于该间距301a之中。发光二极管307作为光源，而反光罩308部分环绕该发光二极管307。框体309搭配底座310以组装上述平面显示器组件。

本发明的间距301a具有一高度a，介于5毫米至50毫米之间。此外，透光板301b的高度b至少为2毫米。

本发明的导光单元具有一或多个入光面，可从一或多个光源接收光线。

该反光罩或是该反光板可以由任何的高反射率材料所制成，例如聚合物、金属或是复合材料。例如可以为铝或是铁。。

本发明的该间距可增加平面显示器影像的色彩流畅度以及亮度。

该间距增加该导光单元的出光量，因此增加了平面显示器的亮度。所以，当导光单元表面因污染或是其它因素而形成暗区时，本发明相较于传统技术由于具有较高的出光量，因此可提供更均匀的色彩以及亮度。

本发明具有优选的色彩均匀度。色彩均匀度可以由白点颜色偏差的数值(ΔUV)来决定。

一般在传统技术中，ΔUV值大约为0.015。然而，应用本发明中的间距，可将ΔUV改善至0.007。

进入导光单元的光线会从导光板的顶面以及底面射出。当光线以小于一全反射射临界角的角度射至该导光板的顶面时，其会穿过该导光板并射至该扩散板，而当光线以大于该全反射临界角的角度射至该导光板的顶面时，其会被反射回该导光板。反光板(以及反光罩)会持续将光线反射，直至该光线射至该扩散板。反射式偏光片仅允许特定偏振角度范围的光波通过，该光线经过该反射式偏光片并作为该平面显示器成像所需的光源。扩散板的表面会改变该光线的偏振状态，并将相当部分的光线反射回该反射式偏光片，被反射的光线具有适当的偏振角度，因此会穿过该反射式偏光片并作为该平面显示器成像所需的光源。

参照图2A-图2C，本发明的间距206位于该导光单元201以及该扩散板203之间。或是，如图3所显示的，本发明的间距301a形成于扩散板303a以及该反射式偏光片304之间，或是，形成于扩散板303a以及该扩散板303b之间。扩散板303a与导光单元305结合。扩散板303b与面板302结合。

本发明可应用各种不同的扩散板配置方式。在一实施例之中，该扩散板与透光板整合，因此在此例子中，透光板部分分担了扩散的功能。在另一实施例中，该扩散板可以为一或多个独立的单元，设置于该间距之上或之下。

在本发明的变形例中，亦可应用多个导光单元搭配多个光学组件。

透光板由透光材料所组成，其仅微量吸收从导光板射出的光线。该透光板的材料可择自丙烯酸树脂、玻璃以及甲基丙烯酸甲酯聚合物所组成的族群，其材料特别可以为树脂或是玻璃，尤其优选为树脂，例如丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树酯、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂以及环烯烃树脂。尤其，丙烯酸树脂以及甲基丙烯酸树酯优选，由于其具有良好的透光特性以及低的光学衰减效果。此外，本发明的透光板可以是多孔结构。

该透光板的特点在于，从该透光板射出的光线的角度大于从该导光单元射出的光线的角度。该透光板的折射率(透光板折射率)n1小于该导光板的折射率(导光板折射率)n2，因此本发明满足以下公式：

n1＜n2 (1)

需要注意的是，导光板折射率n2介于1.2至2.0之间，透光板折射率n1介于1.0至1.95之间。因此，从该透光板射出的光线的角度大于从该导光单元射出的光线的角度，借此可增加平面显示器的亮度以及色彩流畅度，并提高对比度，减少暗点的产生。

图4显示了本发明的另一种实施例的平面显示器401。在图4中，间距401a完全由透光板所构成，位于该扩散板403a以及该反射式偏光片404之间。扩散板403a搭配一导光单元405。该反射式偏光片404搭配一扩散板403b以及一面板402。该平面显示器401亦包括一反光板406、一发光二极管407、一反光罩408、一框体409以及一底座410，类似图3中的平面显示器301。

图5显示本发明的另一种实施例的平面显示器的截面图，其具有一间距501a。平面显示器501包括一面板502，搭配一扩散板503b、一反射式偏光片504或是增亮片(BEF)，而一导光单元505设于一反光板506以及一扩散板503a之间。间距501a设于该扩散板503a以及该反射式偏光片504之间。反光罩508至少有部分环绕发光二极管507。框体509搭配底座510以组装上述平面显示器组件。

虽然本发明已以具体的优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何业内人士，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定者为准。

Claims

1. 一平面显示器，包括：

一导光单元；

一面板，设于该导光单元之上；

一框体，结合组装该导光单元以及该面板，其中一间距形成于该导光单元以及该面板之间，该间距的高度介于5毫米至50毫米之间。

2. 根据权利要求1所述的平面显示器，其特征在于，还包括一发光二极管，邻近该导光单元的一边缘。

3. 根据权利要求1所述的平面显示器，其特征在于，还包括一透光板，设于该间距之中。

4. 根据权利要求3所述的平面显示器，其特征在于，该透光板的材料选择自丙烯酸树脂、玻璃以及甲基丙烯酸甲酯聚合物所组成的族群。

5. 根据权利要求3所述的平面显示器，其特征在于，该透光板的材料选择自丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树酯、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂以及环烯烃树脂所组成的族群。

6. 根据权利要求3所述的平面显示器，其特征在于，该透光板为多孔性结构。

7. 根据权利要求3所述的平面显示器，其特征在于，该透光板的厚度至少为2毫米。

8. 根据权利要求3所述的平面显示器，其特征在于，该透光板的折射率(n1)与该导光单元的折射率(n2)之间，满足以下公式：

n1＜n2。

9. 根据权利要求1所述的平面显示器，其特征在于，还包括一光学组件，设置在面板上。

10. 根据权利要求9所述的平面显示器，其特征在于，该光学组件为一扩散板。

11. 根据权利要求9所述的平面显示器，其特征在于，该光学组件为一反射式偏光片。

12. 根据权利要求1所述的平面显示器，其特征在于，还包括一光学组件，设于该导光单元之上。

13. 根据权利要求12所述的平面显示器，其特征在于，该光学组件为一扩散板。