專利名稱：背光模組和液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種液晶顯示器，特別涉及液晶顯示器的背光模組以及采用該背光模組的液晶顯示器。
背景技術：
近年來，液顯示器應用越來越廣泛，例如液晶監視器、液晶TV等。由于液晶顯示器面板中的液晶本身不具發光特性，因而，為達到顯示效果，需給液晶顯示器面板提供一面光源裝置，如背光模組，其功能在于向液晶顯示器面板提供輝度充分且分布均勻的面光源。
一般而言，背光模組按燈管的分布位置可分為側光式結構及直下式結構等。側光式主要應用于小尺寸面板顯示器(如手機液晶顯示屏)，而直下式主要應用于大尺寸面板顯示(如液晶TV)。
請參閱圖1，一種側光式背光模組主要由光源5、光源罩6、導光板3、反射板4、擴散板2及二集光片1組成。其中，該光源5為線光源，主要有場致發光燈(Electroluminiscent Lamp，EL)及冷陰極熒光燈(Cold CathodeFluorescence Lamp，CCFL)兩種，其設置于導光板3一側，藉由光源罩6的配合將光線傳輸至該導光板3中。該導光板3的作用在于導引光源5發出的光線從出光面7出射，同時提高顯示面板(圖未示)發光輝度及均勻性。反射板4是設置于該導光板3的底面8的一側，以將由導光板3的底面8出射的光線再次反射入該導光板3內，提高光線的利用率。擴散板2的上下二表面設有微小凸起(圖未示)，其作用為將入射到擴散板2中的光線散射而使顯示面板的圖案柔和化。集光片1也稱棱鏡板，其作用是對光線產生匯聚作用，以提高背光模組的出光輝度，降低電能消耗。
雖然使用EL或CCFL燈管可達到較高的亮度，惟，其需占用較大空間位置；故，業界常采用點光源替代燈管作為小尺寸液晶顯示器的光源。如圖2所示，該背光模組10包括一導光板22、一位于該導光板22一側的光源20和一設置在該導光板22下方的反射板23。該光源20由若干LED構成，該導光板22包括一由多個均勻分布的細微V形槽構成的出光面221。
上述采用LED作為光源的背光模組，其中LED占用空間較小，有利于提高空間利用率；惟，點光源其容易產生暗帶。請參閱圖3，是含兩顆LED的背光模組的暗帶產生機理示意圖。由于LED的出射光線空間傳輸呈一圓錐體分布，因而該LED光源201和202的出射光入射至一空間平面200時，該空間平面200會存在出射光無法到達的區域261、262和263，該區域261、262和263通常被稱為暗帶區。
除了占用空間、容易產生暗帶的外，背光模組的光源發出光的后，傳輸經過導光板、反射板、擴散板及集光片等組件時大多數光被吸收，最后僅有10％左右射出用于顯示。故，液晶顯示器的發光亮度有限。為達到足夠亮度，唯有提高光源的功率，從而電能消耗提高。但是，由于LED或CCFL本身性質局限(一般為100～180cd/m2)，其極限輝度有限，即使提高功率，其亮度提高仍有不足。
綜上所述，進一步提高光源發光強度、減少能源消耗，以及減少空間占用與消除暗帶是未來背光模組的發展趨勢。
發明內容本發明所需解決的第一技術問題在于提供一種背光模組，其采用場發射光源，亮度高，能耗小。
本發明所需解決的第二技術問題在于提供具有上述背光模組的液晶顯示器。
為解決上述第一技術問題，本發明提供的技術方案為一種背光模組，包括一具有一入光面的導光板以及一與該導光板入光面相對的場發射光源裝置。該場發射光源裝置具有一陰極、一與該陰極相對且設有熒光層的透明陽極、以及形成于該陰極與透明陽極之間的電子發射部。其中該電子發射部包括一臨近陰極的絕緣部及形成于其上并面對透明陽極的若干電子發射端。由電子發射端發射電子轟擊該熒光層所產生的可見光，是透過該透明陽極經由該入光面進入該導光板。
其中，所述的絕緣部包括分別與各電子發射端相連的若干絕緣支撐體。各電子發射端及與其相連的絕緣支撐體的總長最好為100至2000納米。絕緣支撐體最好為圓柱體，直徑范圍優選為10至100納米。
所述的電子發射端為錐形或圓臺形。其頂部直徑為0.5至10納米。
所述的絕緣部主要由氮化硅制成。
為解決上述第二技術問題，本發明提供的一種液晶顯示器，包括上述背光模組。
另外，為解決上述第一技術問題，本發明還提供另一技術方案一種背光模組，其包括一具有一入光面的導光板以及一與該入光面相對的場發射光源裝置。該場發射光源裝置具有一陰極、一與該陰極相對且設有熒光層的透明陽極、以及形成于該陰極與透明陽極之間用作電子發射端的若干鈮金屬端。其中由該若干鈮金屬端發射電子轟擊該熒光層所產生的可見光，是透過該透明陽極經由該入光面進入該導光板。
其中所述的若干鈮金屬端形成于一絕緣部，該絕緣部底面與該陰極相連。該絕緣部包括分別與各鈮金屬端相連的若干絕緣支撐體。
相對于現有技術，由于本發明背光模組及液晶顯示器采用場發射光源，可提高10～1000倍亮度并節省電能消耗，還可減少暗帶產生。
圖1是現有技術背光模組的立體結構示意圖；圖2是采用LED的另一種現有技術背光模組的立體結構示意圖；圖3是含兩顆LED的背光模組的暗帶產生機理示意圖；圖4是本發明背光模組的立體結構示意圖；圖5是本發明背光模組采用的場發射光源示意圖；圖6是本發明背光模組的電子發射端及其絕緣支撐體的放大示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作詳細說明。
本發明采用場發射型光源替代現有技術的EL、CCFL或LED，構成液晶顯示器的背光模組。
請參閱圖4，本發明背光模組100的立體結構示意圖，包括場發射光源110及導光板120。當然，根據需要，本發明背光模組100還可包括反射板、擴散板及集光片等組件(圖未示出)，圖4中僅示出光源及導光板部分。圖中，導光板120包括入射面121，出光面122，與該出光面122相對的反射底面123，兩相對反射側面124與125，以及與入射面121相對的反射側面126。其中，出光面122與反射底面125基本平行，反射側面124與125基本平行，入射面121與反射側面126基本平行。各反射面(包括反射側面124，125，126以及反射底面123)分別鍍有反射膜。該導光板120是由透明材料(如丙烯酸樹脂、聚碳酸脂、聚乙烯樹脂或玻璃)藉由射出成型方法壓制成平板或楔型板，本實施例中采用的是楔型板。場發射光源110設置于該入射面121一側，其光射出面正對該入射面121，為導光板120提供光源。
請參閱圖5，場發射光源110主要包括一導電的陰極111、一與其相對的透明陽極104、以及形成于該兩者之間的電子發射部102，陰極111與透明陽極104之間由阻隔壁(未標示)隔開，經由密閉封裝成一真空空間。
該透明陽極104包括一玻璃板118及一導電膜117。該導電膜117形成于玻璃板118與該陰極111相對的表面，多采用銦錫氧化物(ITO)制成。該銦錫氧化物為透明材料，采用化學氣相沉積法、等離子體輔助化學氣相沉積法、離子束濺射等方法形成于該玻璃板118表面。
該導電膜117面對電子發射端115的表面設有熒光層116，其由熒光物質制成，被電子轟擊后可發出可見光。
該電子發射部102具有一絕緣層113、若干電子發射端115、以及位于該兩者之間的若干絕緣支撐體114。該絕緣支撐體114可為柱形、錐形或圓臺形，其形成于該絕緣層113與透明陽極104相對一側的表面。該兩者可由絕緣的類金剛石碳材料或氮化硅、碳化硅等材料一體制成。各電子發射端115則形成于該絕緣支撐體114朝向透明陽極104一端的頂部，是由導電的類石墨碳材料或鈮、鉬等金屬組成。在本實施例中，該絕緣支撐體114與該絕緣層113均由氮化硅材料一體形成，各電子發射端115是由鈮材料構成，如鈮納米管。
另外，在該絕緣層113與該陰極111之間連接有一成核層112，其用于沉積絕緣層113及絕緣支撐體114，即為其提供成核條件。根據所需沉積的絕緣層113及絕緣支撐體114材料的不同，應選擇不同材料的成核層112。在本實施例中，成核層112是由硅制成。該成核層112置于導電陰極層111表面，厚度非常薄，優選厚度為1微米以下。該成核層112是可選擇層。
陰極111是由金、銅、銀的一種或幾種制成的。
請一并參閱圖6，即一電子發射端115及其絕緣支撐體114的放大示意圖。其中，絕緣支撐體114是一圓柱體，其直徑d2為10-100納米。電子發射端115為圓錐形或圓臺形，其底部較大直徑與圓柱體直徑相等，即為d2，上部較小直徑d1為0.5-10納米范圍內。該電子發射端115及絕緣支撐體114的整體高度h為100-2000納米范圍內。
該電子發射部102可通過以下步驟制得(1)藉由化學氣相沉積法、等離子體輔助化學氣相沉積法、離子束濺射等方法于一硅基板表面形成預定厚度的氮化硅層；(2)通過濺射法、磁控濺射或離子束濺射等方法沉積一另一預定厚度的鈮金屬層；(3)通過化學蝕刻等方法對該鈮金屬層及該氮化硅層進行刻蝕，形成電子發射端115及絕緣支撐體114。蝕刻時可保留一定厚度的氮化硅層，即與絕緣支撐體114一體的絕緣層113，以使得電子發射部102更加牢固且便于安裝。
可以選擇的是，電子發射端115也可為一沉積于該絕緣支撐體114頂部表面的導電材料膜層，而不必限于本實施例。
工作時，電子發射端115作為電子發射體，在陰極111與透明陽極104之間的電場作用下，其發射電子轟擊該熒光層116，熒光物質被激發產生可見光。該可見光透過該透明陽極104經由該導光板120的入光面121進入該導光板120的內部。
另外，為提高導光板120的均勻性、改善其性能，其入射面121、出光面122、反射底面123的表面分別設置若干微結構(圖未示)，如網點、V型槽等。這些微結構最好距離光源越遠，尺寸越大，且分布更密。由于距離光源越遠，光強度越小，亮度越差，而采用上述微結構圖案，可將出射光亮度均勻化，得到輝度與亮度均均的面光源。采用這種結構的背光模組，由于光源出射角度可以覆蓋導光板入射面，故，光線進入導光板后傳輸擴散，可避免或減少暗帶產生。
本發明的背光模組與彩色濾光片，驅動電路，補償膜，偏光板，玻璃基板，ITO膜，配向膜，控制電路等零組件即可構成液晶顯示器。
本發明背光模組及液晶顯示器采用場發射光源，可提高10～1000倍亮度并節省電能消耗，并可減少暗帶產生。
權利要求
1.一種背光模組，包括一具有一入光面的導光板，其特征在于該背光模組進一步包括一與該入光面相對的場發射光源裝置；該場發射光源裝置具有一陰極、一與該陰極相對且設有熒光層的透明陽極、以及形成于該陰極與透明陽極之間的電子發射部；其中該電子發射部包括一臨近陰極的絕緣部及形成于其上并面對透明陽極的若干電子發射端；由電子發射端發射電子轟擊該熒光層所產生的可見光，是透過該透明陽極經由該入光面進入該導光板。
2.如權利要求1所述的背光模組，其特征在于，所述的絕緣部包括分別與各電子發射端相連的若干絕緣支撐體。
3.如權利要求2所述的背光模組，其特征在于，所述的各電子發射端及與其相連的絕緣支撐體的總長為100至2000納米。
4.如權利要求2所述的背光模組，其特征在于，所述的絕緣支撐體是圓柱體，其直徑范圍為10至100納米。
5.如權利要求1所述的背光模組，其特征在于，所述的電子發射端的頂部直徑為0.5至10納米。
6.如權利要求1所述的背光模組，其特征在于，所述的絕緣部主要由氮化硅制成。
7.一種液晶顯示器，其包括如權利要求1至6任一項所述的背光模組。
8.一種背光模組，其包括一具有一入光面的導光板，其特征在于其進一步包括一與該入光面相對的場發射光源裝置；該場發射光源裝置具有一陰極、一與該陰極相對且設有熒光層的透明陽極、以及形成于該陰極與透明陽極之間用作電子發射端的若干鈮金屬端；其中由該若干鈮金屬端發射電子轟擊該熒光層所產生的可見光，是透過該透明陽極經由該入光面進入該導光板。
9.如權利要求8所述的背光模組，其特征在于，所述的若干鈮金屬端形成于一絕緣部，該絕緣部底面與該陰極相連。
10.如權利要求8所述的背光模組，其特征在于，所述的絕緣部包括分別與各鈮金屬端相連的若干絕緣支撐體。
全文摘要
本發明涉及背光模組和液晶顯示器。該背光模組包括一具有一入光面的導光板及一與該導光板入光面相對的場發射光源裝置。該場發射光源裝置具有一陰極、一與該陰極相對且設有熒光層的透明陽極、以及形成于該陰極與透明陽極之間的電子發射部。該電子發射部包括一臨近陰極的絕緣部及形成于其上并面對透明陽極的若干電子發射端。由電子發射端發射電子轟擊該熒光層所產生的可見光，是透過該透明陽極經由該入光面進入該導光板。本發明還提供一種具有上述背光模組的液晶顯示器。由于本發明采用場發射光源，可大大提高光源亮度并節省電能消耗。
文檔編號G02F1/133GK1797099SQ200410091920
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月29日 優先權日2004年12月29日
發明者陳杰良 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司