CN100338514C - 光学偏折扩散元件及使用该元件的液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学偏折扩散元件，在其顶面与底面的其中一面上设有多个扩散图样，各扩散图样至少由二个圆弧结构所组成，各圆弧结构的圆弧角不等于其所对应的扩散图样的圆弧角，且各圆弧结构的圆弧角与其所对应的扩散图样的圆弧角的差异在正负二十度之内。另外，本发明还公开了一种使用该光学偏折扩散元件的液晶显示器，该液晶显示器具有一液晶显示模组，在其下方设有一背光模组，背光模组中设有上述光学偏折扩散元件。构成该液晶显示器的光学偏折扩散元件可以使进入光学偏折扩散元件的光线的出射仰角拉升至视角范围内，并在各圆弧结构的径向扩散，以避免产生亮带并消除叠纹，使液晶显示器所呈现的影像有较佳的视觉效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学元件及使用该光学元件制造的液晶显示器，具体地说，涉及一种能使光线更均匀扩散、以降低亮带并消除叠纹、以提高视觉效果的光学偏折扩散元件及使用该扩散元件的液晶显示器。
背景技术
一般来说，在液晶显示器的内部常常设计有背光模组光学元件。按照背光模组的侧边发光原理不同，一般分为散射式导光板和光控制导光板两种。如图7所示，散射式导光板主要是将光源71发射的光射入导光板72中，通过导光板72内部粗糙的扩散网点将进入导光板内的光扩散，部分扩散的光折射出导光板后，由扩散片73再度将此部分光扩散，再通过正放的棱镜片74增光而将光集中。但是，与光控制导光板相比，散射式导光板存在着导光效率较低的弊端。
现有的光控制导光板8，可参阅台湾第557374号专利公告，如图8所示，它是由一导光板81、一光源82、一反射板83和一增亮膜84组成。导光板81上设有多个以光源82为圆心且呈同心圆弧排列的导光图样811，相应地，增亮膜84上对应设有多个与导光图样811相同排列模式的聚光图样841，以使光源82发出的光线能经由导光图样811、聚光图样841的作用，而由增亮膜84将光线偏折，以将光线集中作最大利用。
然而，由于上述背光模组尺寸及人眼与显示器面板的距离关系，导致出射至人眼的光线非全为0度角，而是带些微角度入射至人眼。如图9所示，图中的AOB所形成的平面与导光板的发光面平行，而COD则垂直于AOB。前述的背光模组的导光板，其光线在导出背光模组后，在θ方向的角度与光源强度变化关系较缓和，但是对于方向的角度与光源强度变化关系上则急剧上升或下降，这会造成亮带的产生，而且当人眼相对于背光模组移动时，此亮带亦会随着偏转。再者前述结构由于导光图样811与聚光图样841的排列结构相同，如此的排列易产生叠纹，而影响显示器所呈现的视觉效果。
发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种能使光线更均匀扩散、以降低亮带并消除叠纹、以提高视觉效果的光学偏折扩散元件。
本发明的另一目的是提供一种使用该扩散元件的液晶显示器。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：一种光学偏折扩散元件，其特征在于：在其顶面与底面的其中一面上设有多个扩散图样，各扩散图样至少由二个圆弧结构所组成，各圆弧结构的圆弧角不等于其所对应的扩散图样的圆弧角，且各圆弧结构的圆弧角与其所对应的扩散图样的圆弧角的差异在正负二十度之内，以将光线在各圆弧结构的径向扩散。
一种使用光学偏折扩散元件的液晶显示器，该液晶显示器具有一液晶显示模组，该液晶显示模组下方设有一背光模组，该背光模组由一反射板、一导光板与一光学偏折扩散元件组成，且对应所述导光板设有一光源；其特征在于：在所述光学偏折扩散元件的顶面与底面的其中一面上设有多个扩散图样，各扩散图样至少由二个圆弧结构组成，各圆弧结构的圆弧角不等于其所对应的扩散图样的圆弧角，且各圆弧结构的圆弧角与其所对应的扩散图样的圆弧角的差异在正负二十度之内，以将光线在各圆弧结构的径向扩散。
由于本发明是通过由多个圆弧结构组成的扩散图样使进入光学偏折扩散元件的光线在各圆弧结构的径向扩散，从而达到避免产生亮带并消除叠纹的双重功效，并令使用该光学偏折扩散元件的液晶显示器所呈现的影像有较佳的视觉效果。
附图说明
图1为使用本发明光学偏折扩散元件的液晶显示器的结构示意图
图2为本发明扩散图样与圆弧结构的关系图
图3为本发明光学偏折扩散元件仰视图
图4为光线射出导光板后的角度与光源强度分布图
图5是光线射出导光板后经先前技术的增亮膜偏折后所形成的光源与角度分布图
图6为光线射出导光板后经本发明的光学偏折扩散元件偏折后所形成的光源与角度分布图
图7为现有散射式导光板的结构示意图
图8为现有光控制导光板的结构示意图
图9为光源射出的光线的角度示意图
具体实施方式
如图1至图3所示，本发明公开的光学偏折扩散元件1在实际运用在液晶显示器时，它与一导光板21、一光源22及一反射板23组成背光模组，而设置在一液晶显示模组3的下方，且该导光板21设有以光源22为圆心排列的导光结构211。
在光学偏折扩散元件1的顶面与底面的其中一面(本实施例是设置在底面)上设有多个扩散图样11(如图2所示)，而各扩散图样11至少由二个圆弧结构111所组成，各圆弧结构111的圆弧角θ1不等于其所对应的扩散图样11的圆弧角θ2，且各圆弧结构111的圆弧角θ1与其所对应的扩散图样11的圆弧角θ2的差异在正负二十度之内。以数学式表示为0＜θ1-θ2≤20°。图2清楚地表示出各圆弧角的关系。
在本实施例中，各扩散图样11均是以同一圆心的形态排列，且各扩散图样11的圆心位于该背光模组的光源22的中心。各圆弧结构111凸出于光学偏折扩散元件1，且其断面呈V形。再者，各圆弧结构111的曲率中心r不落在光源22的中心，并且各圆弧结构111的曲率中心r不落在各扩散图样11的圆心(即光源中心)与扩散图样11中点的连线L上。
由于本发明设有断面呈V形的圆弧结构111，因此有助于导光板21射出的光线偏折导正(可依设计者的需求角度设计)，且圆弧结构111能将进入光学偏折扩散元件的光线在各圆弧结构111的径向扩散，以避免亮带产生，再者，由于圆弧结构111的排列与导光板21的导光结构211排列相交错，因此可消除先前技术中所述的叠纹。
为了更清楚地呈现本发明的圆弧结构111能将射入光学偏折扩散元件的光线在各圆弧结构111的径向扩散，现用Tracepro软体对先前技术与本发明的结构作模拟分析，其结果如图4所示，其中的图4为光线射出导光板后的角度与光源强度分布图，而图5是光线射出导光板后经先前技术的增亮膜偏折后所形成的光源与角度分布图，图6为光线射出导光板后经本发明的光学偏折扩散元件偏折后所形成的光源与角度分布图，比较图4至图6各图即可明确得知，本发明的光学偏折扩散元件除了保持原有将光线出射仰角拉升至视角范围内的效果外，确实具有将光线扩散的功效。
综上所述，本发明通过由多个圆弧结构111组成扩散图样11的设计，使进入光学偏折扩散元件的光线在各圆弧结构的径向扩散，从而达到避免产生亮带并消除叠纹的双重功效，并令使用该光学偏折扩散元件的液晶显示器所呈现的影像有较佳的视觉效果。
Claims (12)
1、一种光学偏折扩散元件，其特征在于：在其顶面与底面的其中一面上设有多个扩散图样，各扩散图样至少由二个圆弧结构所组成，各圆弧结构的圆弧角不等于其所对应的扩散图样的圆弧角，且各圆弧结构的圆弧角与其所对应的扩散图样的圆弧角的差异在正负二十度之内，以将光线在各圆弧结构的径向扩散。
2、根据权利要求1所述的光学偏折扩散元件，其特征在于：所述各扩散图样均是以同一圆心的形态排列，且各扩散图样的圆心位于该光学偏折扩散元件所对应的背光模组的光源中心。
3、根据权利要求1所述的光学偏折扩散元件，其特征在于：所述各圆弧结构的曲率中心不落在各扩散图样的曲率中心与扩散图样中点的连线上。
4、根据权利要求1所述的光学偏折扩散元件，其特征在于：所述各圆弧结构的曲率中心不落在该光学偏折扩散元件所对应的背光模组的光源中心。
5、根据权利要求1所述的光学偏折扩散元件，其特征在于：所述各圆弧结构的断面呈V形。
6、根据权利要求1所述的光学偏折扩散元件，其特征在于：所述各圆弧结构为凸出于光学偏折扩散元件的形状。
7、一种使用光学偏折扩散元件的液晶显示器，该液晶显示器具有一液晶显示模组，该液晶显示模组下方设有一背光模组，该背光模组由一反射板、一导光板与一光学偏折扩散元件组成，且对应所述导光板设有一光源；其特征在于：
在所述光学偏折扩散元件的顶面与底面的其中一面上设有多个扩散图样，各扩散图样至少由二个圆弧结构组成，各圆弧结构的圆弧角不等于其所对应的扩散图样的圆弧角，且各圆弧结构的圆弧角与其所对应的扩散图样的圆弧角的差异在正负二十度之内，以将光线在各圆弧结构的径向扩散。
8、根据权利要求7所述的使用光学偏折扩散元件的液晶显示器，其特征在于：所述各扩散图样均是以同一圆心的形态排列，且各扩散图样的圆心位于该光学偏折扩散元件所对应的背光模组的光源中心。
9、根据权利要求7所述的使用光学偏折扩散元件的液晶显示器，其特征在于：所述各圆弧结构的曲率中心不落在各扩散图样的曲率中心与扩散图样中点的连线上。
10、根据权利要求7所述的使用光学偏折扩散元件的液晶显示器，其特征在于：所述各圆弧结构的曲率中心不落在该光学偏折扩散元件所对应的背光模组的光源中心。
11、根据权利要求7所述的使用光学偏折扩散元件的液晶显示器，其特征在于：所述各圆弧结构的断面呈V形。
12、根据权利要求7所述的使用光学偏折扩散元件的液晶显示器，其特征在于：所述各圆弧结构为凸出于光学偏折扩散元件的形状。
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