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TWI393937B - 用於液晶顯示器背光之固態膠體擴散 - Google Patents

用於液晶顯示器背光之固態膠體擴散 Download PDF

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Publication number
TWI393937B
TWI393937B TW094147281A TW94147281A TWI393937B TW I393937 B TWI393937 B TW I393937B TW 094147281 A TW094147281 A TW 094147281A TW 94147281 A TW94147281 A TW 94147281A TW I393937 B TWI393937 B TW I393937B
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TW
Taiwan
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display panel
planar array
lcd
light
devices
Prior art date
Application number
TW094147281A
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TW200639486A (en
Inventor
Gerald H Negley
De Ven Antony P Van
Ban Poh Loh
Original Assignee
Cree Inc
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Publication date
Application filed by Cree Inc filed Critical Cree Inc
Publication of TW200639486A publication Critical patent/TW200639486A/zh
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Publication of TWI393937B publication Critical patent/TWI393937B/zh

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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
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    • G02B5/0247—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element by means of voids or pores
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
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Description

用於液晶顯示器背光之固態膠體擴散
本發明係關於液晶顯示(LCD)裝置，且更尤指LCD裝置之背光。
LCD裝置對於監視器、電視及/或其它顯示器係廣泛地用在平面顯示器中。如本行人士所熟知，一LCD顯示器普遍包含一由LCD裝置構成之平面陣列，該等LCD裝置作用為一由光閥(optical shutter)組成之陣列。透光式LCD顯示器在該LCD裝置陣列之側面以及有時為後面使用上述螢光冷陰極管以利用背光。一位於該等LCD裝置後面之擴散面板可用於均勻地重新導向並且散射該光以提供一更均勻之顯示。
例如，已知使用一或多個毗鄰該LCD裝置平面陣列之一或多個邊緣的螢光冷陰極管、以及一導引來自該等螢光冷陰極管之光的光導或光管(light pipe)，用以照明該LCD裝置平面陣列之面。不幸地，該邊緣發光會無效率，有高達50%或更多光漏失。
亦已知在LCD裝置平面陣列後面或面向LCD裝置平面陣列提供一螢光冷陰極管陣列。不幸地，一螢光冷陰極管陣列會增加LCD顯示器之厚度及/或提升其功率消耗。使用螢光冷陰極管陣列亦會難以均勻地照明LCD裝置平面陣列。
如發光二極體(LED)裝置之類的半導體發光裝置亦可用於一LCD裝置平面陣列之邊緣照明。例如，美國專利申請案第10/898,608號，申請於2004年7月23日標題為"用於半導體發光裝置之反射式光學元件"，共同發明人為倪葛列(Negley)，並且係讓渡予本發明之受讓人，完整內容係引用含括於本文中如同完全由本文提出之揭露說明可用於大面積LCD及/或電視背光之側面發射LEDs。
如LED裝置之類的半導體發光裝置亦可用於LCD顯示器之直接背光。例如，美國專利申請案第11/022,332號，申請於2004年12月23日，標題為"用於液晶顯示直接背光之發光二極體陣列"，共同發明者為倪葛列等人，共且係讓渡予本發明之受讓人，完整內容係引用含括於本文中如同完全由本文文所提出之揭露說明一種與一LCD裝置陣列緊密隔開用於對該LCD裝置陣列提供背光之LED裝置陣列。
普遍期望提供用於一LCD顯示器對於一顯示器使用者顯露均勻之背光。均勻之背光可藉由增加LED裝置或冷陰極管與擴散面板之間的間隔予以提供以容許相對較厚之"混合區"，其中來自該等LED裝置及/或螢光管之光輸出可均勻地混合。不幸地，若間距減少，會使用更多LED裝置及/或螢光冷陰極管，這會非期望地增加平面顯示器之成本及/或功率消耗。
本發明之某些具體實施例對一平面顯示器提供一顯示面板，其包含一LCD裝置平面(亦即二維)陣列以及複數個經過配置用於在一照射在該LCD裝置平面陣列上之光路徑中發射光之LED裝置，用於在該LCD裝置平面陣列上提供背光。一固態泡沫架構係置於該光路徑中。如本行人士所熟知，一固態泡沫架構為一膠體擴散(亦即一混合物，其中一第一材料之粒子遍及一第二材料擴散)，其中如氣體之類的氣態粒子係擴散於一固態材料中。
在某些具體實施例中，該固態泡沫架構包含一開放單元泡沫區塊，如開放單元聚乙烯泡沫區塊。在其它具體實施例中，該固態泡沫架構在一光透明材料中包含一具有氣泡之固態膠體擴散，該光透明材料具有一與空氣不同之折射係數。在又其它具體實施例中，該固態泡沫架構包含可壓縮及/或不可壓縮泡沫。在仍其它具體實施例中，該固態泡沫架構包含一空氣膠(aerogel)。如本行人士所熟知，一空氣膠係一種密度非常低通常可包含大約50%至大約99.5%氣體體積之固態泡沫。該空氣膠可內含磷光體材料。在又其它具體實施例中，該固態泡沫架構呈熱絕緣，以便降低該等LED裝置在LCD裝置上產生之熱影響。
在其它具體實施例中，平面顯示器之顯示面板包含一LCD裝置平面陣列和一經過配置用以在一照射於該LCD裝置平面陣列上之光路徑中發射光的光源，用於在該LCD裝置平面陣列上提供背光。在一具有一第二折射係數之第二材料中提供一具有一第一折射係數之材料之粒子之一固態膠體擴散。該固態膠體擴散係置於該光路徑中，並且相比於未在光路徑中具有固態膠體擴散之背光，係經過配置用以降低LCD裝置平面陣列上背光之間隔非均勻度。
在某些具體實施例中，光源可包含至少一LED裝置及/或至少一螢光冷陰極管。在其它具體實施例中，LED裝置包含一LED裝置平面陣列，該LED裝置平面陣列與LCD裝置平面陣列緊密隔開以界定光路徑，其中至少有某些LED裝置係置於該LCD裝置平面陣列之週邊內。在某些具體實施例中，該第一材料包含一固體及/或一氣體。在某些具體實施例中，該固態膠體擴散係經過配置以反射、折射及/或散射光路徑中之光。在某些具體實施例中，該等第一和第二材料呈光透明，亦即，該等材料容許至少某些入射光通過。再者，在某些具體實施例中，第一材料之折射係數高於第二材料之折射係數，在其它具體實施例中，第二材料之折射係數高於第一材料之折射係數。
根據本發明又其它具體實施例用於平面顯示器之顯示面板包含一LCD裝置螢幕、一位於該LCD裝置螢幕上之擴散面板、以及一光源，該光源係與該擴散面板隔開用以界定一從該光源到該擴散面板之光路徑，並且在具有一預定間隔非均勻性之LCD裝置螢幕上提供背光。光學構件係置於該從光源到擴散面板的光路徑中，用於降低LCD裝置平面陣列上背光之間隔非均勻度。在某些具體實施例中，一或多片亮度增強膜亦可置於LCD裝置螢幕與擴散面板之間。在某些具體實施例中，擴散面板包含一丙烯酸散射膜。在某些具體實施例中，光源包含至少一LED裝置。用於降低間隔非均勻度之光學構件可在光路徑中包含一材料，該光路徑係經過配置用以反射、折射及/或散射光路徑中之光。在某些具體實施例中，該材料包含一固態泡沫架構、空氣膠及/或一固態膠體擴散，如以上所述。
現在將引用附圖在後文更完整地說明本發明，其中本發明之具體實施例係予以表示。然而，本發明不應該推斷成受限於本文所提之具體實施例。反而，這些具體實施例係經過提供以致本揭露將是徹底且完全的，並且將完全傳達本發明之範疇給本行人士。在該等圖式中，區域及層之厚度係為了清楚而予以跨大。相稱之符號從頭到尾意指相稱之元件。如本文所使用，辭彙"及/或"包含任何及所有一或多個相關列舉項目之組合並且可縮寫成"/"。
本文所使用之術語係僅為了說明特定具體實施例而非意圖限制本發明。如本文所使用，單數形式"一"、"這"和"該"係意圖同時包含複數形式，除了上下文另有清楚指示。將進一步瞭解辭彙"包含"及/或"包括"在本說明書中之使用詳細指明所述特徵、區域、步驟、操作、元件、及/或零件，但並未排除存在或增加一或多個特徵、區域、步驟、操作、元件、零件、及/或其群組。
將瞭解當如一層或區域之類的元件係視為"在"或延伸為"至"另一元件之上時，該元件可直接地位於或直接延伸放至其它元件之上或者亦可呈現插入元件。亦將瞭解當一元件係視為"連接"或"耦接"至另一元件時，該元件可直接地連接或耦接至其它元件或可呈現插入元件。相對地，當一元件係視為"直接連接"或"直接耦接"至另一元件時，則無插入元件呈現。
雖然辭彚第一、第二等在本文中可用於說明各種元件、零件、層及/或區段，將瞭解這些元件、材料、區域、層及/或區段不應該受限於這些辭彚。這些辭彚僅用於使一元件、材料、區域、層或區段與另一元件、材料、區域、層或區段有所區分。因此，一於底下說明之第一元件、材料、區域、層或區段可稱為一第二元件、材料、區域、層或區段而不脫離本發明之教義。
另外，如"較下方"、"基部"、或"水平"、以及"較上方"、"上部"、或"垂直"之類的相對辭彚在本文中可用於說明一元件對圖示所繪另一元件之關係。將瞭解相對辭彚之意圖在於包含除了圖示所繪配向以外的不同裝置配向。例如，若圖示中的裝置翻倒，經陳述位於其它元件"較下方"側之元件接著將予以配向為位於該等其它元件之"較上方"側。示範性辭彚"較下方"因而可包含"較下方"和"較上方"兩者之配向，取決於圖示之特定配向。類似地，若該等圖示中其中一圖示之裝置翻倒，陳述為"在"或"處於"其它元件之下的元件接著將予以配向而"在"該等其它元件之上。示範性辭彚"在"或"處於"之下因而可包含在...之上和在...之下兩者之配向。再者，辭彚"在...之前"和"在...之後"在本文中係用於說明一平面顯示器之反向朝外面。依照慣例，觀看面係視為前面，但觀看面亦可視為背面，取決於配向。
本發明之具體實施例在本文中係引用剖面圖予以說明，該等剖面圖係本發明對理想具體實施例之概要描繪。就其本身而論，圖示中舉例由於製造技術及/或容差造成之形狀變異係受到期待。因此，本發明之具體實施例不應該推斷成受限於本文所繪之特定區域形狀，而是要包含舉例因製造所導致的形狀偏差。例如，一描繪或描述成扁平狀之區域一般可具有粗糙及/或非線性特徵。再者，所描繪之尖角一般可呈圓狀。因此，描繪在圖示中之區域本質上屬概要性以及其形狀非意圖描述一區域之精確形狀並且非意圖限制本發明之範疇。
除非另有界定，所有本文使用之辭彚(包含技術性和科學性辭彚)都具有本發明所屬本行人士所共同瞭解之相同意義。將進一步瞭解如一般使用字典所界定之辭彙應該解譯成具有與相關技藝和本揭露之上下文中之意義相符之意義，並且除非特別在本文中界定，否則將不以理想或過度形式概念予以解譯。
圖1為用於可呈現背光非均勻性之平面顯示器之顯示面板剖面圖。如圖1所示，這些顯示面板100包含一LCD裝置平面陣列110，在本文中亦視為一"LCD螢幕"或一"LCD裝置螢幕"110。如本行人士所熟知，一LCD螢幕110可包含一介於玻璃或其它材料片之間的液晶物質，並且亦可包含極化膜以及一或多電極層。一LCD裝置陣列110之設計係本行人士所熟知，並且不需要在本文作進一步說明。
仍參照圖1，一擴散面板130亦置於該LCD裝置螢幕110上。該擴散面板130普遍包含一厚度大約可為2釐米之丙烯酸散射膜。一或多個亮度增強膜(BEF)140可置於LCD裝置螢幕110與擴散面板130之間。擴散面板130和亮度增強膜140之設計係本行人士所熟知的，並且不需要在本文中作進一步說明。再者，LCD裝置陣列110、擴散面板130、和亮度增強膜140可如圖1所示直接置於彼此之上，以及/或可使用插入膜及/或氣隙彼此隔開。
仍參照圖1，提供一光源120，該光源120與擴散面板相隔而置以界定一從光源120到擴散面板130之光路徑150，並且藉以在LCD裝置螢幕110上提供背光。光源120可包含一LED裝置平面陣列，如上述申請案第11/022,332號任一具體實施例所述，可包含其它傳統之LED裝置陣列，可包含一螢光冷陰極管陣列及/或其它可對LCD裝置螢幕110提供直接背光之適用光源。一或多個LED裝置及/或螢光冷陰極管亦可經過配置以提供邊緣背光。
如圖1所示，光路徑150可呈非重疊及/或可重疊而在LCD裝置螢幕110上對背光提供預定之間隔非均勻度。例如，可期望在光源120與擴散面板130之間提供一大約為17釐米之間隔S以界定一混合區。當光源120使用一舉例具有一或多個紅色、綠色及/或藍色LEDs之LED陣列以顯露白光時，會使跨越LCD螢幕110之光強度呈現一間隔非均勻性，以致背光不均勻。如本文所使用，"均勻"背光意指一以一傳統觀視距離觀視顯示之原始觀視者未察覺背光強度之變化。在某些具體實施例中，少於大約25%之變化可提供均勻強度，而在其它具體實施例中，少於5%之變化可提供均勻強度。
已估計該間隔S於一26釐米LED間距會需要增加至大約25釐米以提供均勻背光。然而，該對於間隔S之增加會是不令人期待的。減少陣列中毗鄰LED裝置之間的間距亦是可行的。然而，所減少之LED間距會不令人期待地增加平面顯示器之成本及/或功率消耗。
圖2根據本發明之各種具體實施例係一用於平面顯示器之顯示面板剖面圖。如圖2所示，這些顯示面板200在從光源120到擴散面板130之光路徑150'中包含光學構件210，用於使LCD裝置平面陣列110上之背光降低空間非均勻度。根據本發明之某些具體實施例，已發現藉由增加在光路徑150'中用於使LCD裝置平面陣列110上之背光降低空間非均勻度的光學構件210，更多均勻背光可達成而仍維持相同之間隔S，例如17釐米。
在某些具體實施例中，用於降低間隔非均勻度210之光學構件可在光路徑150'中包含經過配置用以折射、反射及/或散射光路徑150'中之光的材料。在某些具體實施例中，用於降低間隔非均勻度210之光學構件包含一如圖3將予以詳細說明之固態泡沫架構。在其它具體實施例中，用於降低間隔非均勻度210之光學構件在一具有一第二折射係數之第二材料中包含具有一第一折射係數之第一材料粒子組成之固態膠體擴散，如圖4之詳細說明。該第一材料之折射係數可高於或低於第二材料之折射係數。在某些具體實施例中，該固態泡沫架構包含一空氣膠。本行人士將瞭解用於降低間隔非均勻度之光學構件210如圖2所示係與光源120和擴散面板130兩者隔開。然而，在其它具體實施例中，用於降低間隔非均勻度之光學構件210可直接位於光源120之上及/或直接位於擴散面板130之上。
圖3根據本發明之其它具體實施例係一用於平面顯示器之顯示面板剖面圖。如圖3所示，這些顯示面板300包含一經過配置在一照射於LCD裝置平面陣列110上之光路徑150"中發射光、具有LED裝置322之平面陣列320，用來在LCD裝置平面陣列110上提供背光。如圖3所示，該複數個LED裝置322可包含一與LCD裝置平面陣列110緊密相隔具有LED裝置322之平面陣列，用來界定光路徑150"，其中至少有某些LED裝置322係置於該LCD裝置平面陣列110之一週邊110a內。該具有LED裝置322之平面陣列可根據申請案第1/022,332號所示任一具體實施例予以提供及/或使用其它配置。
仍然參照圖3，一固態泡沫架構310係置於光路徑中。在本發明之某些具體實施例中，該固態泡沫架構310包含一開放單元泡沫區塊。如本行人士所熟知，封閉單元泡沫內含離散隔離之氣泡，而開放單元泡沫則包含形成互連通道之連接氣泡。然而，在其它具體實施例中，封閉單元泡沫亦可予以使用。
在某些具體實施例中，該固態泡沫架構310包含廣泛可得之開放單元聚乙烯泡沫，舉例可得自希悅爾公司(Sealed Air Corporation)，聚乙烯泡沫部門，馬鞍溪(Saddle Brook)，紐澤西州(NJ)，以及其它來源。雖然該聚乙烯泡沫的顏色因折射而呈現白色，它在光路徑中仍對光呈透明。如本文所使用，辭彚"透明"意指至少有一些入射光通過材料而從該材料顯現。在某些具體實施例中，大約20%或更少入射光係遭到開放單元聚乙烯泡沫吸收。亦將瞭解泡沫架構310中之氣泡312在光透明塑膠材料314中可呈均勻及/或非均勻尺寸、形狀及/或分佈。再者，固態泡沫架構310能包含可壓縮及/或不可壓縮泡沫。在本發明之又其它具體實施例中，固態泡沫架構310包含一空氣膠，舉例可得自卡博特公司(Cabot Corporation)，比萊卡市(Billerica)，麻薩諸塞州(MA)，以及其它來源。該空氣膠若期望可透過工程處理內含磷光體及/或其它光學材料。例如，藍色LEDs 322可在空氣膠中與紅色、綠色及/或其它磷光體聯合使用以顯現白光。
最後，在某些具體實施例中，固態泡沫架構310亦可為一於光源320與LCD螢幕110之間提供一熱障礙物之熱絕緣材料。如本行人士所熟知，LCDs會對溫度非常敏感，以及固態泡沫架構310所提供之熱障礙物可令人期待地降低LCD螢幕之溫度。
圖4係一根據又其它本發明具體實施例用於平面顯示器之顯示面板剖面圖。如圖4所示，這些顯示面板400包含一含有一邊緣照明源422(包括至少一LED裝置及/或至少一螢光冷陰極管)以及一光導424之光源420，用來導引來自該邊緣照明源422之光。光導424之設計係為人所熟知的，並且不需在本文作進一步說明。
在圖4中，提供一於一具有第二折射係數之第二材料414中擴散由具有一第一折射係數之第一材料構成之粒子412組成之固態膠體擴散410。與未在光路徑150'''中放置固態膠體擴散410之背光相比較，該固態膠體擴散410係置於光路徑150'''中並且係經過配置以降低LCD裝置平面陣列110上背光之空間非均勻度。本行人士將瞭解圖3之固態泡沫架構310亦可提供圖4所示固態膠體擴散410之具體實施例，其中該第一材料包含一氣體。固態膠體擴散410係經過配置而在光路徑中反射、折射及或散射光。
在某些具體實施例中，該等第一和第二材料412和414呈光透明，但具有不同之折射係數。例如，在某些具體實施例中，第一材料之粒子412可為空氣且第二材料414可為聚乙烯及/或二氧化矽。在其它具體實施例中，第一材料之粒子412可為氧化鈦粒子，且第二材料414可為聚乙烯及/或二氧化矽。其它材料和組合亦可予以使用。將瞭解第一材料之粒子412其折射係數可大於或小於第二材料414之折射係數。
本行人士將瞭解圖1－4之具體實施例之各種組合和子組合可根據本發明之其它具體實施例予以提供。因此，舉例而言，任一光學元件210,310或410可配合光源120,320及/或420之任一配置予以使用。再者，在某些具體實施例中，不需要存在一擴散面板130及/或亮度增強膜140。最後，將瞭解圖1－4所描繪之間隔僅具描述性質。因此，舉例而言，當根據本發明之各種具體實施例提供光學元件210,310及/或410時，光源120,320及/或420與LCD裝置陣列110之間的間隔S與圖1相較可予以減少。再者，如先前之描述，圖2－4所示之各種元件可彼此隔開及/或彼此疊置。
現在將對本發明之各種具體實施例提供額外的說明。尤甚者，根據某些具體實施例，可提供高透明度擴散、散射及光傳輸材料而對背光應用改良光之空間均均度。在某些具體實施例中，藉由穿插一開放單元泡沫層，可於一期望厚度達到一期望之均勻度。該泡沫可視為一具有係數變化材料之順序性及/或隨機性陣列。透明塑膠可具有一大約1.5之折射係數，以及空氣可具有一為1.0之折射係數。光得以於每一個係數變化作最低限度折射。另外，可以有一反射零件。亦可以有一些光擴散。其它經過工程處理之材料可以兩具有一期望幾何之不同折射係數予以使用。例如，已知使用"光子晶體"工程處理過之材料以改良來自LEDs本身之光擷取。再者，可使用如空氣膠或乾凝膠(xerogel)(一種具有在一第二材料中擴散之第一材料之微觀尺寸氣泡的空氣膠)之類的材料。
本發明之具體實施例可用於對傳統上在背噴燈LCD顯示器(backlit LCD display)中予以提供之混合區減少其尺寸及/或改良其效力。
本發明之具體實施例亦可視為對LCD螢幕之直接LED背光提供一組裝，該組裝包含一上有複數個LEDs安裝成一具有一預定間距之陣列的印刷電路板(PCB)，一薄丙烯酸散射平板以及一層介於該PCB與丙烯酸散射平板之間的擴散材料。該擴散物能改良光來自該陣列的空間均勻度、並且可包含一材料，該材料具有一折射係數並且包含一具有一不同折射係數以一順序性及/或隨機性方式遍佈擴散之材料所構成之局部區域。該擴散物可為一均勻架構，以及/或可包含一由一以氣泡予以埋置之透明塑膠所構成之開放單元泡沫。LED簇集之間隔(間距)可設定為25釐米，該間隔在使用一介於LEDs與丙烯酸散射平板之間之17釐米厚度時會於LCD產生空間非均勻之光強度。該擴散層可降低或消除該非均勻度而不須要增加LED陣列與散射平板之間的距離，其方式係藉由改良LED陣列與散射平板之間的散射、擴散及/或光傳輸而予以達成。該擴散層可為一由係數改變之材料和類似於泡沫之氣泡所構成之陣列。如上所述，其它均勻或非均勻架構之材料亦可予以使用。
在圖式和說明書中，已揭露本發明之具體實施例，儘管使用特定辭彚，該等特定辭彚僅為一般性及描述性概念而非為了限制，本發明之範疇係於底下之請求項中予以提出。
100．．．顯示面板
110．．．LCD裝置平面陣列
110a．．．週邊
120．．．光源
130．．．擴散面板
140．．．亮度增強膜
150．．．光路徑
150'．．．光路徑
150"．．．光路徑
150"．．．光路徑
150'''．．．光路徑
200．．．顯示面板
210．．．光學構件
300．．．顯示面板
310．．．固態泡沫架構
312．．．氣泡
314．．．光透明塑膠材料
320．．．LED裝置平面陣列
322．．．LED裝置
400．．．顯示面板
410．．．固態膠體擴散
412．．．第一材料之粒子
414．．．第二材料
420．．．光源
422．．．邊緣照明源
424．．．光導
S．．．間隔
圖1係一用於一會顯示背光非均勻度之平面顯示器之顯示面板剖面圖。
圖2－4係根據各種本發明具體實施例用於平面顯示器之顯示面板剖面圖。
110．．．LCD裝置平面陣列
110a．．．週邊
130．．．擴散面板
140．．．亮度增強膜
150'''．．．光路徑
400．．．顯示面板
410．．．固態膠體擴散
412．．．第一材料之粒子
414．．．第二材料
420．．．光源
422．．．邊緣照明源
424．．．光導

Claims (13)

  1. 一種用於一平面顯示器之顯示面板，其包含：液晶顯示(LCD)裝置之一平面陣列；複數個發光二極體(LED)裝置，該等發光二極體裝置係經配置而在一照射於該LCD裝置平面陣列上之光路徑中發射光，用以在該LCD裝置平面陣列上提供背光；以及一固態泡沫結構，其在該光路徑中包含一空氣膠(aerogel)。
  2. 如請求項1之顯示面板，其中該複數個LED裝置包含一與該LCD裝置平面陣列緊密隔開之LED裝置平面陣列以界定該光路徑，至少有某些該等LED裝置係置於該LCD裝置平面陣列之一週邊內。
  3. 如請求項1之顯示面板，其中該空氣膠內含磷光體。
  4. 如請求項1之顯示面板，其中包含該空氣膠之該固態泡沫架構為熱絕緣。
  5. 如請求項1之顯示面板，其中包含該空氣膠之該固態泡沫架構係經配置以反射、折射及/或散射該光路徑中之光。
  6. 如請求項1之顯示面板，其進一步包含：一擴散面板，其位於該LCD裝置平面陣列上及該LCD裝置平面陣列與包含該空氣膠之該固態泡沫架構之間。
  7. 如請求項6之顯示面板，其進一步包含：介於該LCD裝置平面陣列與該擴散面板之間的一亮度增強膜。
  8. 如請求項6之顯示面板，其中該擴散面板包含一丙烯酸散 射膜。
  9. 如請求項1之顯示面板，其中包含該空氣膠之該固態泡沫架構為一空氣膠區塊，其配置於該複數個LED裝置及該LCD裝置平面陣列之間。
  10. 如請求項9之顯示面板，其中該空氣膠區塊係與該複數個LED裝置及/或該LCD裝置平面陣列分離。
  11. 如請求項1之顯示面板，其中該複數個LED裝置為同顏色。
  12. 如請求項3之顯示面板，其中該磷光體包含紅色、綠色、藍色及/或其他顏色之磷光體，且其中與該磷光體在該空氣膠中連接之該複數個LED裝置顯示出白光。
  13. 如請求項3之顯示面板，其中該磷光體包含紅色、綠色、藍色及/或其他顏色之磷光體，且其中與該磷光體在該空氣膠中連接之藍色LED裝置顯示出白光。
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