专利名称：具有增强亮度的散射板和背光组件以及包括其的显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种提供增强亮度的散射板和背光组件以及包括这些的显示设备，更具体地，涉及一种使用光敏有机介质放大光以增强亮度的散射板，和一种背光组件及其包括这些装置的显示设备。
背景技术：
近年来，根据半导体技术的快速发展，对改进性能、具有缩减尺寸和重量的液晶显示(LCD)设备的需求成指数上升。
作为用于克服现有阴极射线管(CRT)缺陷的代替物，LCD设备逐渐变得更具吸引力，并且因为其缩减的尺寸、较轻的重量和较低的功耗，当前实际上被用于具有集成显示设备的所有信息处理设备上，例如膝上型计算机。
典型的LCD设备向液晶分子施加电压来改变其排列，从而改变其光学性质，例如双折射、光学旋转和二向色性以及光色散。LCD设备是用于使用由于液晶分子的取向或排列而产生的光调制来显示信息的光接收显示设备。
当在电视中实现LCD设备时，使用多个灯来实现图像。然而，存在一个问题，因为使用了多个灯，在显示图像中会出现明亮的线。此外，由于灯之间的间隔，也许会发生昏暗的区域。因此，可以加厚位于灯之上的散射板或者加大灯之间的间隔以保证光的均匀性。然而这些方法会相应地减少显示亮度。
在通常的散射板中，对由聚合树脂组成的片进行加热、注模、并且使用具有2mm到3mm厚度的挤压线来切割。例如，通过将聚合树脂与例如Si或CaCo3的光散射剂混合，则制成了包括一到三个层的散射板。然而，在这种情况中，由于包含在其中的光散射剂，散射板的透射率受损。因此，散射板的透射率最多近似为65％。
发明内容
本发明提供一种可以放大入射光来增强亮度的散射板。
本发明公开一种散射板包括具有聚合树脂的矩阵、扩散在矩阵中以便散射入射光的光散射剂以及扩散在矩阵中来激活入射光的有机颜料。
本发明还公开一种包括用于提供给光的光源的背光组件，和一种用于散射光源提供的光的散射板。散射板包括具有聚合树脂的矩阵、扩散在矩阵中以便散射入射光的光散射剂以及扩散在矩阵中来激活入射光的有机颜料。
本发明还公开一种显示设备，包括用于显示图像的板单元、用于向板单元提供光的光源、以及用于散射光源提供的光的散射板。散射板包括具有聚合树脂的矩阵、扩散在矩阵中以便散射入射光的光散射剂以及扩散在矩阵中来激活入射光的有机颜料。
结合附图，通过详细说明其典型实施例，本发明的上述及其它特点和优点将变得显而易见。
图1是根据本发明实施例的散射板的透视图。
图2是根据本发明实施例具有散射板的背光组件的分解透视图。
图3是根据本发明实施例具有散射板的另一个背光组件的分解透视图。
图4是根据本发明实施例具有散射板的又一个背光组件的分解透视图。
图5是根据本发明实施例具有散射板的显示设备的分解透视图。
具体实施例方式
现在结合图1到5来详细说明本发明实施例。在此所述的实施例是为了演示全文中的类似单元，并且不具有限制性。在详细说明的全文中，类似的数字表示类似的单元。
图1示出了包括激活入射光的有机颜料的散射板10。
图1所示的散射板包括由聚合树脂组成的矩阵101、散射在矩阵101中以便散射入射光的光散射剂(未示出)以及扩散在矩阵101中以激活入射光的有机颜料(未示出)。有机颜料是光敏介质并且放大入射到散射板10中的光，从而增强了其亮度。
可以从由若丹明有机颜料组成的组中选择有机颜料，也可以使用磷有机颜料或其它有机颜料。有机颜料的含量是散射板10的大约0.001ppm到大约1500.0ppm。如果有机颜料的含量小于大约0.001ppm，光放大效应显著，并因此没有增强亮度。相反地，如果有机颜料的含量大于大约1500.0ppm，显著增强了亮度，然而光的均匀性受损。
若丹明有机颜料可以是若丹明B、若丹明6G和若丹明19高氯酸盐或者其组合。
若丹明有机颜料可以是香豆素120和香豆素2、或者其组合。
其它的有机颜料可以是从喹诺酮124、荧光素、隐花青、三氟乙酰丙酮化铕(Eu(TFA)3)、六氟乙酰丙酮化铕(Eu(HFA)3)、三氟乙酰丙酮化钕或oxamine 4 perchlorate的组中选择的有机颜料。可以单独使用或彼此结合来使用这些有机颜料。
构成矩阵101的聚合树脂可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯(polymethyl metaacrylate-styrene)、聚碳酸酯、环烯烃或者聚对苯二甲酸乙二酯。可以使用单个聚合树脂或聚合树脂的组合来形成矩阵101。
在散射板101中混合并扩散光散射剂，并且光散射剂的含量可以在矩阵101的大约0.001ppm到大约30.0ppm之间。如果光散射剂的含量小于大约0.001ppm，不能很好地散射光。然而如果光散射剂的含量大于大约30.0ppm，光被过度散射并因此不能良好地透射。
光散射剂可以是单独使用或彼此结合来使用的例如Si化合物、CaCO3或滑石。通过在制作期间在散射板10中混合光散射剂，可以均匀地散射入射到散射板10中的光。
可以通过下面的步骤来制作散射板10首先，在绝对无尘室中通过从包括片形(chip-shaped)聚合树脂的封装中去除微粒来提供原料。接下来，解除封装并且将片形聚合树脂注入漏斗并随后进行干燥。因此，加热片形聚合树脂，并且将光散射剂和适当量的有机颜料与其混合。通过调整挤压机的滚动速度、使用适当的温度和压力来注模聚合树脂。可以通过碾压多层挤压材料来制作散射板。因为注模的聚合树脂较热，散射板是流质。因此，通过调整挤压机的滚动速度和温度来适当调整散射板的厚度。
然后使滚动的散射板冷却。在此，散射板被放置于室内，以便在室温下干燥一个小时。此外，由特定的检测系统去除附着在散射板表面的微粒。在散射板的表面设置保护薄膜，以便保护散射板。然后可以将制作的散射板切割成适当的尺寸。检查散射板是否存在任何缺陷，接着碾压并保藏散射板。
通过上述工艺，可以制作图1所示的散射板。因为可以在注模的工艺中将扩散在散射板10中的散射剂和有机颜料与聚合树脂很好地混合，相对便于制作。
查看图2，背光组件70可以包括光薄片(optical sheet)72、散射板10和作为光源的灯76。背光组件70均匀地散射从灯76发出的光，以便沿向上的方向(Z轴方向)发射光。底盘64容纳多个灯76、灯支架(未示出)和反射薄片79。在Y轴方向延伸的框架模具边78覆盖并固定灯支架。模具框架62可以与底座64相连，从而形成背光组件70。
在图2中，作为光源示出了灯，然而还可以使用例如光发射二极管(LED)或线性光源。
用于提供光的多个灯76被以预定间隔距离、彼此平行地固定在底座64上。反射薄片79被设置在底座64的底面上并且反射从多个灯76发出的光，灯76可以是冷阴极荧光灯(CCFL)。灯支架被设置在多个灯76的一端，从而固定并支撑多个灯76。
从多个灯76发出的光在通过散射板10中被均匀散射。散射板10还放大从多个灯76发出的、具有从大约200nm到大约800nm波长的光。因此，不仅较好地散射了光，而且提增强了光强度。如果其波长小于大约200nm，即使较好地散射了光，也不会增强光亮度。此外，如果其波长大于大约800nm，由于其较大的波长，该光被透射而不是被散射。因此，增强了通过散射板10的光的亮度。
被放置于散射板10之上以便增强光亮度的光薄片72被提供给背光组件70的上部。因此，背光组件可以提供具有较强亮度的均匀光。
可以将转换外部电压的逆变器(未示出)设置于底座64的后表面，以便将转换电压提供给用于从其发射光的多个灯76。
图3示出了备有面光源30的背光组件80。
对内部备有隔断墙(未示出)的面光源30进行集成组装。面光源30通过设置在其两端的多个电极301来发射电子。发射电子激发了包围在面光源30中的放电气体，从而沿Z轴方向向上部发射光。可以将例如Xe或Ar的惰性气体用作被电子激发以便发射紫外射线的放电气体。紫外射线与涂敷在面光源30中的磷层碰撞而产生可见光。磷层均匀地包括当被紫外射线撞击时产生红(R)、绿(G)和蓝(B)光的材料。因此，当电子碰撞紫外射线时发射白光。反射层被设置在面光源30之下，以便将朝向下部的白光向上部反射。
通过上述过程从面光源30发射的光被散射板10均匀地散射并且被提供给上部，从而增强了亮度。因此，可以获得具有增强亮度的均匀散射光。
图4示出了包括另一个面光源40的背光组件90。
电极被设置在面光源40中，并且从电极发射的电子激发包围在其中的放电气体，以便提供光。沿Y轴方向设置多个面电源40，以便分离地提供光。面光源40的外侧可以由金属组成，并且其下部可以由玻璃衬底组成。在面光源40中，可以形成电极、磷层和反射层。
因此，从电极发射的电子激发放电气体，从磷层产生可视射线。散射板10被放置于面光源40的上部，从而散射从下部提供的光并同时增强其亮度，以便向上部提供光。散射薄片72可以进一步增强提供给上部的光的亮度。
图5示出了备有图2所示的背光组件70的显示设备100。
例如，LCD面板组件45可以包括LCD板50、与LCD板50相连用于向其提供驱动信号的驱动器集成电路(IC)封装43和44以及印刷电路板(PCB)41和42。驱动器IC封装可以包括IC封装于柔性线路板上(COF)或双载带封装(TCP)。可以在顶部底盘60的边上容纳PCB41和42。
LCD板50可以包括由多个薄膜晶体管(TFT)组成的TFT板51、位于TFT板51上的滤色板53以及注入在之间的液晶层(未示出)。附加到滤色板53的上表面和TFT板51的下表面的偏振器使通过LCD板50的光偏振。
TFT板51是透明玻璃板，其中按照矩阵形成了TFT。源极端子与数据线相连并且栅极端子与栅极线相连。此外，利用由透明氧化铟锡(ITO)作为导电材料组成的象素电极来形成漏极端子。
根据通过PCB 41或42输入到在LCD板50上形成的栅极线和数据线的电信号来导通或截止TFT，并随后将形成象素所需的电信号输出到漏极端子。
同时，滤色板53被放置与TFT板51上。利用RGB象素、按照薄膜形成工艺来形成滤色板53并且在其整个表面上涂敷由ITO组成的公共电极。RGB象素是根据通过其中的光来展示预定颜色的彩色象素。如果将电压施加到栅极端子和TFT的源极端子以便导通薄膜晶体管，在滤色板的象素电极和公共电极之间形成电场。由于该电场，改变了TFT板51和滤色板53之间的液晶分子的排列角度，从而改变了其光透射率，获得希望的图像。
PCB 41和42从LCD板50的外部接收视频信号并且向栅极线和数据线施加驱动信号。PCB 41和42与附加到LCD板50的驱动器IC封装43和44相连。为了驱动显示设备100，栅极PCB41产生栅极驱动信号并且数据PCB42产生数据驱动信号。此外，产生了栅极驱动信号、数据驱动信号以及用于提供这些数据适当次数的多个驱动信号。栅极驱动信号和数据驱动信号通过驱动IC封装43和44被提供给LCD板50的栅极线和数据线，驱动IC封装43和44上分别安装了IC片431和441。控制板(未示出)被安装在背光组件70的后表面上。控制板与数据PCB42相连，并且将模拟数据信号转换为数字数据信号，然后将其提供给LCD板50。
使用顶部底盘60将LCD板50固定在背光组件70上。
在显示设备100中，因为从背光组件70提供具有增强亮度的均匀光，可以由LCD板50实现高清晰的图像。
下文中，通过实验范例来更详细地说明本发明。实验范例指示演示本发明，本发明不应该被视为局限于这些范例。
实验范例通过用其中还混合了光散射剂的PMMA来混合有机颜料而形成散射板。在制作根据本发明的42英尺背光组件之后，将电压施加到光源上。在背光组件的九个点处测量亮度。BM7光测量器被用于测量亮度。通过混合PMMA、Si化合物和如下面所列出的四种不同有机颜料来制作散射板。
实验范例1有机颜料包括大约400ppm的oxamine 4 perchlorate和大约100ppm的香豆素120。因此，使用总共大约500ppm的有机颜料制成了散射板。
实验范例2有机颜料包括大约500ppm的若丹明B和大约700ppm的Eu(TFA)3。因此，使用总共大约1200ppm的有机颜料制成了散射板。
实验范例3有机颜料包括大约700ppm的若丹明B和大约800ppm的Eu(HFA)3。因此，使用总共大约1500ppm的有机颜料制成了散射板。
实验范例4有机颜料包括大约300ppm的oxamine 4perchlorate、大约50ppm的香豆素120、大约600ppm的Eu(HFA)3和大约200ppm的若丹明B。因此，使用总共大约1150ppm的有机颜料制成了散射板。
比较范例为了与根据本发明制成的散射板进行比较，制成只使用PMMA和Si化合物的公知的散射板。
因此依次在根据上述实验范例1到4和比较范例制成的背光组件的九个点处测量亮度(cd/m2)，并且亮度如下表1
从表1中可见，使用有机颜料的散射板的亮度大于没有有机颜料的散射板的亮度。即，相对于比较范例，在实验范例1到4中可以获得较高的亮度。通过将适当量的有机颜料与散射板混合可以增强亮度并因此可以实现高清晰的图像。
尽管已经说明了本发明的实施例，本发明不局限于上述实施例，而是在不脱离所附权利要求、详细说明以及本发明附图的范围的情况下可以按照各种形式做出修改。
权利要求
1.一种散射板，包括包括聚合树脂的矩阵；扩散在矩阵中以便散射入射光的光散射剂；以及扩散在矩阵中以便激活入射光的有机颜料。
2.根据权利要求1所述的散射板，其中，有机颜料包括从由下面材料组成的组中选择的至少一个有机颜料若丹明有机颜料，磷有机颜料；喹诺酮124，荧光素，隐花青，三氟乙酰丙酮化铕(Eu(TFA)3)，六氟乙酰丙酮化铕(Eu(HFA)3)，三氟乙酰丙酮化钕，以及oxamine 4 perchlorate。
3.根据权利要求2所述的散射板，其中，若丹明有机颜料是从由下面材料组成的组中选择的至少一个有机颜料若丹明B，若丹明6G，以及若丹明19高氯酸盐。
4.根据权利要求2所述的散射板，其中，磷有机颜料是从由香豆素120和香豆素2组成的组中选择的至少一个有机颜料。
5.根据权利要求1所述的散射板，其中，散射板包括扩散在矩阵中的大约0.001ppm到1500.0ppm的有机颜料。
6.根据权利要求1所述的散射板，其中，聚合树脂包括从由下面材料组成的组中选择的至少一个聚合树脂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯，聚碳酸酯，环烯烃，以及聚对苯二甲酸乙二酯。
7.根据权利要求1所述的散射板，其中，散射板包括扩散在矩阵中的、大约0.001ppm到大约30.0ppm的光散射剂。
8.根据权利要求7所述的散射板，其中，光散射剂包括从由下面材料组成的组中选择的至少一个光散射剂Si化合物，CaCO3，以及滑石。
9.一种背光组件，包括用于提供光的光源；以及散射板，用于散射从光源提供的光，其中，散射板包括包括聚合树脂的矩阵；扩散在矩阵中以便散射入射光的光散射剂；以及扩散在矩阵中以便激活入射光的有机颜料。
10.根据权利要求9所述的背光组件，其中，有机颜料包括从由下面材料组成的组中选择的至少一个有机颜料若丹明有机颜料，磷有机颜料；喹诺酮124，荧光素，隐花青，三氟乙酰丙酮化铕(Eu(TFA)3)，六氟乙酰丙酮化铕(Eu(HFA)3)，三氟乙酰丙酮化钕，以及oxamine 4 perchlorate。
11.根据权利要求10所述的背光组件，其中，若丹明有机颜料是从由下面材料组成的组中选择的至少一个有机颜料若丹明B，若丹明6G，以及若丹明19高氯酸盐。
12.根据权利要求10所述的背光组件，其中，磷有机颜料是从由香豆素120和香豆素2组成的组中选择的至少一个有机颜料。
13.根据权利要求9所述的背光组件，其中，散射板包括扩散在矩阵中的、大约0.001ppm到1500.0ppm的有机颜料。
14.根据权利要求9所述的背光组件，其中，聚合树脂包括从由下面材料组成的组中选择的至少一个聚合树脂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯，聚碳酸酯，环烯烃，以及聚对苯二甲酸乙二酯。
15.根据权利要求9所述的背光组件，其中，散射板包括扩散在矩阵中的大约0.001ppm到大约30.0ppm的光散射剂。
16.根据权利要求15所述的背光组件，其中，光散射剂包括从由下面材料组成的组中选择的至少一个光散射剂Si化合物，CaCO3，以及滑石。
17.根据权利要求9所述的背光组件，其中，光源包括彼此平行放置的多个灯。
18.根据权利要求11所述的背光组件，其中，光源包括面光源，面光源包括电极并且具有包围的放电气体，其中，从电极发射的电子激发放电气体来提供光。
19.根据权利要求18所述的背光组件，其中，多个面光源彼此平行地被放置，并且每一个面光源分离地提供光。
20.根据权利要求9所述的背光组件，其中，散射板放大从光源发射的、具有从大约200nm到大约800nm的波长的光。
21.一种显示设备，包括板单元，用于显示图像；光源，用于向板单元提供光；以及散射板，用于散射从光源提供的光，其中，散射板包括包括聚合树脂的矩阵；扩散在矩阵中以便散射入射光的光散射剂；以及扩散在矩阵中以便激活入射光的有机颜料。
22.根据权利要求21所述的显示设备，其中，板单元包括液晶显示板。
全文摘要
一种散射板具有改进的亮度，以及一种背光组件。散射板包括有机颜料，以便激活入射光，从而增加散射板的透射率，以便增强显示设备的亮度。
文档编号G09F9/00GK1790066SQ200510137
公开日2006年6月21日 申请日期2005年12月19日 优先权日2004年12月17日
发明者崔震成, 郑镇美, 金东勋, 李正焕, 朴辰赫 申请人:三星电子株式会社