专利名称：液晶显示装置及其背光模块与发光模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光模块、背光模块及液晶显示装置。
背景技术：
由于液晶显示面板无法自发光的特性，使得背光模块成为液晶显示技术
中的发展重点之一。在现有技术，由于发出白光的冷阴极萤光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)具有低成本及高发光效率等优点，因此被 普遍的利用为背光模块的发光源。冷阴极萤光灯管的发光原理是通过高压电 极放电产生紫外光，再利用紫外光激发灯管中的红、绿、蓝三色萤光体，使 萤光体分别发出红、绿、蓝三种色光，并进而混合形成白光。
请参照图1所示，图1上方为白光冷阴极萤光灯管所发出光线的波长范 围示意图，图l下方则为发出红色光、绿色光及蓝色光的三种发光二极管所 发出光线的波长分布示意图。请参照图l上方所示，Wl、 W2及W3分别代 表冷阴极萤光灯管中的红色光波段、绿色光波段及蓝色光波段，而白光冷阴 极萤光灯管中同时具有红、绿、蓝三色萤光体，并通过同时发出红、绿、蓝 三色光而混合形成白光。请继续参照图1下方所示，W4、 W5及W6分别代 表发光二极管所发出的红色光波段、绿色光波段及蓝色光波段，因此，比较 图1上方及下方可知，图1上方中白光冷阴极萤光灯管中各色光的波段Wl、 W2及W3,除了主要色光的波峰P1 P3，也具有其他不需要色光的波峰 P4~P11，因此会造成主要色光的饱和度不足，并进而使得显示色域范围的缩 小。
另夕卜，冷阴极萤光灯管中所产生的紫外光能量约为4.88 eV(电子伏特)， 而红色萤光体受激发光过程后所产生能量则约为1.96 eV,其能量损耗比率 约为
(4.88—1.96)/4.88x 100% = 59.8%
另外，绿色及蓝色萤光体受激发光过程后所产生的能量分别为2,33 eV及2.7eV，而能量损耗比率则分别约为52.2%及43.6%，相比较之下，红色 萤光体能量耗损的比率也高于绿色及蓝色萤光体。
现有改善上述问题的方式，是在冷阴极萤光灯管之外，再增加一红光发 光二极管于背光模块中。通过红光发光二极管所发出的高饱和度红色光，来
提升背光模块所发出的红色光色彩饱和度。
然而，现有的改善的方式，仍以发出白光的冷阴极萤光灯管作为主要发 光单元，因此红色萤光体的能量损耗问题仍未获得解决。再者，发出白光的 冷阴极萤光灯管仍旧会发出饱和度不足的红色光，也使得红光发光二极管无 法完全发挥其功效。
因此，如何设计一种能提高色彩饱和度且降低能量损耗问题的发光单 元、背光模块及液晶显示装置，实属目前重要课题之一。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种能提高色彩饱和度且降低能 量损耗问题的发光单元、背光模块及液晶显示装置。
为达上述或是其他目的，本发明提出一种发光模块包含多个灯管单元及 多个发光二极管单元。灯管单元产生一第一色光，发光二极管单元产生一第 二色光。各发光单元设置于灯管单元之间，其中第一色光及第二色光混合产 生一第三色光。
为达上述目的，本发明另提出一种背光模块包含一壳体、多个灯管单元 及多个发光二极管单元。壳体具有一第一表面及第二表面。多个灯管单元设 置于壳体内并位于第一表面上，灯管单元产生一第一色光，多个发光二极管 单元设置于灯管单元之间，并产生一第二色光，其中第一色光及第二色光混 合产生一第三色光，且第一色光及第二色光为互补色。
为达上述目的，本发明更提出一种液晶显示装置包括一液晶显示面板以 及一背光模块。背光模块设置于液晶显示面板的下方，包括一壳体、多个灯 管单元及多个发光二极管单元。壳体具有一第一表面及一第二表面。多个灯 管单元设置于壳体内并位于第一表面上，灯管单元产生一第一色光，多个发 光二极管单元设置于灯管单元之间，并产生一第二色光，其中第一色光及第 二色光混合产生一第三色光，且第一色光及第二色光为互补色。
承上所述，本发明的发光模块、背光模块及液晶显示装置于发光模块或背光模块中同时设置冷阴极萤光灯管及发光二极管，且其分别发出的光线颜 色为互补色光。
与现有技术相比较之下，本发明因使冷阴极萤光灯管所发出的光线与发 光二极管所发出的光线互为互补色光，由此混合成白光光源。如此一来，不
仅可使发光二极管完全发挥其功效，也可减少冷阴极萤光灯管中不必要的能 量损耗，并进而提升发光单元整体的发光效率与液晶显示装置显示时的色彩 饱和度及色域范围。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较 佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
图1为现有白光冷阴极萤光灯管及红色、绿色、蓝色发光二极管所放射
出光线的波长范围示意图2为依据本发明的第一实施例的液晶显示装置示意图3为依据本发明的第一实施例的液晶显示装置另一变化态样示意以及
图4为依据本发明的第二实施例的液晶显示装置示意图。 主要元件符号说明
1、 1A、 1B:液晶显示装置 3:背光模块 311:第一表面
32、 32B:灯管单元
33、 33B:发光二极管单元
34、 34A:反射单元 36:扩散板 P1 P11:波峰
R:凸部
2:液晶显示面^！
31:壳体
312:第二表面
321、 321B:冷阴极萤光灯管
331、 331B、 332B:发光二极管
35:电路板
W1 W6:波段
C:凹部
具体实施例方式
以下将参照相关附图，说明依据本发明的发光单元、背光模块及液晶显示装置。
第一实施例
请参照图2所示，本发明第一实施例的液晶显示装置1包含一液晶显示 面板2及一背光模块3。背光模块3设置于液晶显示面板2的下方，并具有 一壳体31、 一灯管单元32及一发光二极管单元33。其中壳体31具有一第 一表面311及一第二表面312,而灯管单元32相对设置于壳体311的第一表 面312，发光二极管单元33则邻设于灯管单元32。
又，在本实施例中，背光模块3更包含一反射单元34、 一电路板35及 一扩散板36。其中，反射单元34设置于壳体31的第一表面311与灯管单元 32之间，且其底面有一凹凸表面341。而灯管单元32设置于凹凸表面341 上的凹部C,发光二极管单元33则设置于凹凸表面341上的凸部R。另夕卜， 请参照图3所示的液晶显示装置1A,反射单元34A的底面也可为一平坦表 面，以降低反射单元34A的制造成本。
请继续参照图2所示，电路板35则可设置于壳体31的第二表面312上， 或设置于壳体31的第一表面311与反射单元34之间。在本实施例中，电路 板35以设置于壳体31的第二表面312上为例，且电路板35并与灯管单元 32及发光二极管单元33电连接。另外，若电路板35设置于反射单元34与 灯管单元32之间，则发光二极管单元33中的发光二极管33也可利用表面 私着技术(Surface Mount Technology, SMT)与电路板35电连接。然发光二 极管33与电路板35的电连接方式不以此为限，依不同设计方式可有不同的 电连4妄方式。
扩散板36则设置于灯管单元32及发光二极管单元33之上，其利用散 射方式使灯管单元32及发光二极管单元33所发出的光更为均匀。
而为使灯管单元32及发光二极管单元33混合形成的白光中的各色光饱 和度更为提升，可利用灯管单元32中的冷阴极萤光灯管321与发光二极管 单元33中的发光二极管331相互配合来达成。
在本实施例中，以冷阴极萤光灯管321中仅具有绿色及蓝色萤光体，因
与发光二极管单元33所发出的光混合后为白光，发光二极管单元33中的发 光二极管331为波长介于600nm至700nm之间且与黄色光为互补色光的红 光发光二极管。而将本实施例的青色光冷阴极萤光灯管321与现有技术的白光冷阴极萤 光灯管做比较，于现有技术的白光冷阴极萤光灯管中总能量的损耗约为
1/3x59.8%+1/3x52.2%+1/3x43.6% = 51.87%
而于本实施例的青色光冷阴极萤光灯管321中总能量的损耗约为
1/2x52.2 %+l/2x43.6% = 47.9%
因此，消除红色萤光体后约减少了 4%的能量损耗。
另外，若以对人眼的贡献度来说，现有技术的白光冷阴极萤光灯管中红 色光、绿色光及蓝色光的贡献度比约为
2x: 5x: lx
其中x为常数。而本实施例的青色光冷阴极萤光灯管321中，由于少了 红色萤光体，绿色及蓝色萤光体所接受到的能量增加1/2,因此，绿色光及 蓝色光的贡献度比也增加为
7.5x: 1.5x
而红色光的贡献度则可利用红光发光二极管331做调整，因此为了维持 相同的比例，红色光、绿色光及蓝色光的贡献度可提升为 3x: 7.5x: 1.5x
因此，在相同电源的驱动下，绿色光及蓝色光的贡献度增加，换言之， 若维持原来的贡献度，则可以较低的电源功率驱动而达到省电的效果。
另外，当冷阴极萤光灯管321仅具有红色及蓝色萤光体，则冷阴极萤光 灯管321发出洋红色光，而发光二极管331则改为波长介于500nm与580nm 之间的绿光二极管。而当冷阴极萤光灯管321仅具有红色及绿色萤光体，则 冷阴极萤光灯管321发出黄色光，而发光二极管331则改为波长介于400nm 与500nm之间的蓝光二极管。
简而言之，組成白光的红、绿、蓝三原色，其中一部分是由由冷阴极萤 光灯管所提供，而另一部分则由发光二极管所提供，之后再混合成白光。
上述实施例中，灯管单元32及发光二极管单元33也可合并称为一发光 模块，而可单独使用。
第二实施例
请参照图4所示，本发明第二实施例的液晶显示装置1B。其与第一实 施例的差异在于，冷阴极萤光灯管321B仅具有一种颜色的萤光体，并使发 光二极管单元33B中具有两种发出不同色光的发光二极管331B、 332B。若冷阴极萤光灯管321B中为红色萤光体，则冷阴极萤光灯管321B发 出红色光，而发光二极管331B、 332B分别发出绿色光及蓝色光，由此三种 色光混合后可形成白光。
又，若冷阴极萤光灯管321B中为绿色萤光体，则冷阴极萤光灯管321B 发出绿色光，而发光二极管331B、 332B分别发出红色光及蓝色光，由此三 种色光混合后也可形成白光。
另外，若冷阴极萤光灯管321B中为蓝色萤光体，则冷阴极萤光灯管321B 发出蓝色光，而发光二极管331B、 332B分别发出红色光及绿色光，由此三 种色光混合后也可形成白光。
综上所述，依据本发明的发光模块、背光模块及液晶显示装置于发光模 块或背光模块中同时设置冷阴极萤光灯管及发光二极管，并通过调整冷阴极 萤光灯管中萤光体的颜色，同时配合不同颜色的发光二极管的设置，使其分 别发出的光线颜色为互补色光。
与现有技术相比较之下，本发明通过于冷阴极萤光灯管中设置两种不同 萤光体或一种萤光体，使冷阴极萤光灯管发出非白色光线，并对应设置一种 或两种发光二极管发出与冷阴极萤光灯管的光线为互补色的光线，藉此混合 形成白光光源。如此不仅可使发光二极管完全发挥其功效，且也可减少冷阴 极萤光灯管中不必要的萤光体所产生的能量损耗，进而提升发光模块整体的 发光效率与液晶显示装置显示时的色彩饱和度及色域范围。另外，更可以省 电并提升各色光对人眼的贡献度。
虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明， 任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，应可作一些的更动与 润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种发光模块，包含多个灯管单元，产生一非白光的第一色光；以及多个发光二极管单元，产生一第二色光，各该些发光单设置于该些灯管单元之间，其中该第一色光及该第二色光混合产生一第三色光。
2. 如权利要求l所述的发光模块，其中该第一色光及该第二色光为互补色。
3. 如权利要求1所述的发光模块，其中各该些灯管单元包括第一萤光 体，并产生该第一色光。
4. 如权利要求3所述的发光模块，其中当该第一色光为红色光，则该第 二色光为绿色光及蓝色光混合的色光；当该第一色光为绿色光，则该第二色 光为红色光及蓝色光混合的色光；当该第一色光为蓝色光，则该第二色光为 红色光及绿色光混合的色光。
5. 如权利要求3所述的发光模块，其中该灯管单元更包括第二萤光体， 该灯管单元通过该第一萤光体及该第二萤光体产生该第一色光。
6. 如权利要求5所述的发光模块，其中该第一色光为青色光、洋红色光 或黄色光。
7. 如权利要求6所述的发光模块，其中当该第一色光为该青色光，则该 第二色光的波长介于600奈米与700奈米之间；当该第一色光为该洋红色光， 则该第二色光的波长介于500奈米与580奈米之间；当该第一色光为该黄色 光，则该第二色光的波长介于400奈米与500奈米之间。
8. 如权利要求l所述的发光模块，其中该些发光二极管单元至少具有第 一发光二极管及第二发光二极管，该第一发光二极管及该第二发光二极管混 合产生该第二色光。
9. 如权利要求l至8任一项所述的发光模块，其中该灯管单元包括冷阴 极萤光灯管，该第三色光为白色光。
10. —种背光模块，包含壳体，具有第一表面及第二表面，该第一表面与该第二表面相对设置； 多个灯管单元，设置于该壳体内并位于该第一表面上，该灯管单元产生一非白色的第一色光；以及多个发光二极管单元，设置于该些灯管单元之间，并产生第二色光，其 中该第一色光及该第二色光混合产生第三色光。
11. 如权利要求IO所述的背光模块，其中各该些灯管单元包括至少一萤 光体，该萤光体产生该第一色光。
12. 如权利要求10所述的背光模块，其中该些发光二极管单元至少具有 发光二极管，发光二极管产生该第二色光。
13. 如权利要求10所述的背光模块，其更包括 反射单元，设置于该壳体的第一表面与该灯管单元之间；电路板，设置于该壳体的该第一表面与该反射单元之间，或设置于该壳 体的第二表面上，并分别电连接于该灯管单元及该发光二极管单元；以及扩散板，设置于该灯管单元及该发光二极管单元的上方。
14. 如权利要求13所述的背光模块，其中该发光二极管利用表面黏着方 式与该电路板电连接。
15. 如权利要求13所述的背光模块，其中该反射单元具有一底面，该底 面具有一;f皮此相互连接的凹部及凸部，或该反射单元的底面为一平坦表面。
16. 如权利要求10至15任一项所述的背光模块，其中该灯管单元包括 一冷阴极萤光灯管，该第三色光为白色光。
17. 如权利要求10所述的背光模块，其中当该第一色光为红色光，则该 第二色光为绿色光及蓝色光混合的色光；当该第一色光为绿色光，则该第二 色光为红色光及蓝色光混合的色光；当该第一色光为蓝色光，则该第二色光 为红色光及绿色光混合的色光。
18. 如权利要求10所述的背光模块，其中当该第一色光为该青色光，'则 该第二色光的波长介于600奈米与700奈米之间；当该第一色光为该洋红色 光，则该第二色光的波长介于500奈米与580奈米之间；当该第一色光为该 黄色光，则该第二色光的波长介于400奈米与500奈米之间。
19. 一种液晶显示装置，包括 液晶显示面板；以及背光模块，设置于该液晶显示面板的一侧，包括 壳体，具有第一表面及第二表面；多个灯管单元，设置于该壳体内并位于该第一表面上，该灯管单元产生一非白色的第一色光；以及多个发光二极管单元，设置于该些灯管单元之间，并产生第二色光， 其中该第一色光及该第二色光混合产生第三色光。
全文摘要
本发明公开一种发光模块包含多个灯管单元及多个发光二极管单元。灯管单元产生一第一色光，发光二极管单元产生一第二色光。各发光单元设置于灯管单元之间，其中第一色光及第二色光混合产生一第三色光。本发明也揭露一种背光模块及一种液晶显示装置。
文档编号G02F1/1335GK101321419SQ20071010889
公开日2008年12月10日 申请日期2007年6月5日 优先权日2007年6月5日
发明者尤志豪, 梁乃悦 申请人:台达电子工业股份有限公司