CN100401161C - 一种侧光型背光模件及液晶显示器 - Google Patents

一种侧光型背光模件及液晶显示器 Download PDF

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Abstract

一种侧光型背光模件，包括一导光板及一光源。此导光板具有光输入用的一入射端面、光输出用的一出射面及包含一光散射图案的一背面。此光源位于导光板的入射端面一侧。本发明将一棱镜片设于导光板入射端面与光源的间，以使光源发射光束能集中输出，以增加发射光束投射于导光板入射端面的强度。通过本发明棱镜片使用位置，可在提高背光模件辉度及光均匀度情况下，减少棱镜片使用面积，进而降低背光模件制造成本。

Description

一种侧光型背光模件及液晶显示器
技术领域
本发明涉及一种背光模件；特别是涉及一种用于液晶显示器的侧光型背光模件及液晶显示器。
背景技术
近几年来，具有背光发光系统(backlight system)的液晶显示器逐渐受到欢迎，液晶显示器作用原理是调整经过一液晶层及一极化片的极化光。图1A为一传统背光发光系统及一液晶显示器组合截面示意图。光束从一光源21入射于导光板22，并于导光板22内部进行多次全反射。导光板22内部行进的部份反射光经投射至导光板22背面的光散射点23而被散射导引至相对于导光板22背面的一出射面输出，成为背光发光系统的发射光。部份的光束穿透导光板22背面而射出，再经由一反光片24反射回至导光板22内部。导光板22出射面射出的发射光束经由一扩散片(diffusion sheet)25扩散，使其具有光均匀度，再经由一棱镜片26使发射光束能集中并进入位于极化片28及29的间的液晶层27。扩散片25用以提升背光发光系统的发射光束光均匀度，及棱镜片26使背光发光系统的发射光集中于液晶显示器的视角范围内，以提升液晶显示面板的正面辉度。因此，背光发光系统通过扩散片25及棱镜片26可让观察面的辉度表现既平均又具有高亮度的特性。
图1B为另一种传统背光发光系统及一液晶显示器组合截面示意图，其中扩散片25与棱镜片26放置次序互换，及棱镜片26的棱镜面朝向导光板22的出射面。
图1C为又另一种传统背光发光系统及一液晶显示器组合截面示意图，其中另一棱镜片26A位于棱镜片26上方，棱镜片26A表面具有复数个呈三角柱体的棱镜，其排列方向垂直于棱镜片26的棱镜排列方向。
参图2，是图1B的背光发光系统的分解示意图，上述传统的背光发光系统元件组合方式，随着液晶显示面板尺寸的增加，不论是棱镜片26或扩散片25所使用的面积皆增大，棱镜片26或是扩散片25的价格随的增加，进而使背光发光系统制造成本也大为提高。
据此，亟待提供一种改进的背光发光系统，以克服传统背光发光系统的缺陷。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种侧光型背光模件，其将一棱镜片直接设置于光源灯管表面或光源与导光板的间，以减少棱镜片使用面积，进而降低背光模件制造成本。
本发明的另一目的在于提供一种侧光型背光模件，其将一棱镜片直接设置于光源灯管表面或光源与导光板的间，以提高背光模件的辉度及光均匀度。
根据以上所述的目的，本发明提供的这种侧光型背光模件，其包括一导光板及一光源。此导光板具有光输入用的一入射端面、光输出用的一出射面及包含一光散射图案的一背面。此光源位于导光板的入射端面一侧。本发明将一棱镜片设置于导光板入射端面与光源的间，以使光源发射光束能集中输出，以增加发射光束投射于导光板入射端面的强度。本发明棱镜片可直接形成于导光板入射端面上，可设于光源与导光板入射端面的间，也可直接包覆在光源灯管表面。
本发明将棱镜片直接设置于光源灯管表面或光源与导光板的间，不仅可减少棱镜片使用面积，降低背光模件制造成本，同时又可提高背光模件的辉度及光均匀度。
本发明的目的及诸多优点通过以下具体实施例的详细说明，并参照所示附图，将趋于明了。
附图说明
图1A为一传统的背光发光为统及液晶显示面板结合的截面示意图；
图1B为另一传统的背光发光为统及液晶显示面板结合的截面示意图；
图1C为又另一传统的背光发光为统及液晶显示面板结合的截面示意图；
图2为图1B传统背光发光为统的分解示意图；
图3为根据本发明一第一具体实施例的侧光型背光模件截面示意图；
图4为根据本发明一第二具体实施例的侧光型背光模件截面示意图；
图5为根据本发明一第三具体实施例的侧光型背光模件截面示意图；
图6为图3的部份截面示意图，显示发射光束经由导光板入射端面进入导光板内部的行进方式；
图7为结合图3的侧光型背光模件的一液晶显示器结构分解示意图；及
图8为具有图7的液晶显示器的一液晶显示装置分解示意图。
图中符号说明
21        光源          22         导光板
23        光散射点      24         反光片
25        扩散片        26、26A    棱镜片
27        液晶层        28、29     极化片
31    楔形导光板
32    光源            33       反光罩
34    反光片          35       扩散片
36    液晶面板
311   入射端面        312      背面
314   出射面
41    楔形导光板
42    光源            42、43   反光罩
44    棱镜片          45       反光片
46    扩散片          411      入射端面
47    液晶面板
412   背面            413      光散射图案
414   出射面
51    导光板
52    光源            53       反光罩53
54    棱镜片          55       反光片
56    扩散片          57       液晶面板
511   入射端面        512      背面
513   光散射图案      514      出射面
300   第一框体        37       防护片
301a  螺孔            320      第二框体
321a  螺孔            330      螺栓
500   背面框体        510a     螺孔
530   螺栓            520      正面框体
具体实施方式
本发明的侧光型背光模件是利用棱镜片的集中光源的特性，将棱镜片直接设于一光源灯管表面、光源与导光板一入射端面的间或导光板的入射端面表面，以在提高背光模件光源利用率及其正面辉度情况下，减少棱镜片的使用面积，以降低棱镜片的成本，进而降低背光模件的制造成本。
本发明的侧光型背光模件通过以下具体实施例配合所示附图，将予以详细说明如下。
图3根据本发明一第一具体实施例的侧光型背光模件的截面示意图。此侧光型背光模件包括一楔形(wedge-type)导光板31、一光源32、一反光罩33、一反光片34及一扩散片35。导光板31具有光输入用的一呈棱镜面的入射端面311、一具有光散射图案313的背面312及光输出用的一出射面314。光源32，可为一线性光源，位于导光板31呈棱镜面的入射端面311一侧。反光罩33包覆在光源32外围，使光源32的发射光开口朝向导光板31呈棱镜面的入射端面311，并且反光罩33用以将光源32背向导光板31的发射光反射导引至其呈棱镜面的入射端面311。反光片34位于导光板31背面312下方，用以将导光板31内部发射出的光束反射回至导光板31内。扩散片35位于导光板31的出射面314上方，将导光板31的出射面输出的光束扩散，以提升背光模件的光均匀度。第一具体实施例中导光板31的入射端面311呈棱镜面，光源32的发射光束投射至导光板31的入射端面311后，由于棱镜片具有集中光束的特性，即以集中的平行光束入射于导光板31内部，例如图6所示。如此一来，可增加导光板31入射光强度，以提高背光模件的正面辉度，换句话说，即可提高背光模件的光源利用率。另一方面，导光板31的出射面314也可设计成棱镜面(未示出)或于导光板31的出射面314上方加设一棱镜片(未示出)，以进一步使导光板31经由其出射面314输出的发射光束能集中于结合的显示面板视角范围内。
又，另一方面，导光板31的主体亦可呈矩形体、梯形体或对称的双楔形体，其中导光板31呈楔形体或梯形体时，侧光型背光模件为一单侧光型背光模件。导光板31呈矩形体或对称双楔形体时，侧光型背光模件可为一单侧光型或双侧光型背光模件，其中对称双楔形体呈两端较厚及中心部份最薄。再者，侧光型背光模件上方可结合一液晶面板(liquid crystal panel)36，以供做液晶显示器的发光源。
图4根据本发明一第二具体实施例的侧光型背光模件的截面示意图。此侧光型背光模件包括一楔形(wedge-type)导光板41、一光源42、一反光罩43、一棱镜片44、一反光片45及一扩散片46。导光板41具有光输入用的一入射端面411、一具有光散射图案413的背面412及光输出用的一出射面414。光源42，可为一线性光源，位于导光板41的入射端面411一侧。反光罩43包覆在光源42外围，使光源42的发射光开口朝向导光板41的入射端面411，并且反光罩43用以将光源42背向导光板41的发射光反射导引至其入射端面411。棱镜片44位于光源42发射光开口与导光板41的入射端面411的间，其可将光源42的发射光以集中的平行光束入射于导光板41内部，以增加投射至导光板41入射端面411的光强度，进而提升背光模件的辉度。反光片45位于导光板41背面412下方，用以将导光板41内部发射出的光束反射回至导光板41内。扩散片46位于导光板41的出射面414上方，将导光板41的出射面输出的光束扩散，以提升背光模件的光均匀度。另一方面，导光板41的出射面414也可设计成棱镜面(未示出)或于导光板41的出射面414上方加设一棱镜片(未示出)，以进一步使导光板41经由其出射面414输出的发射光束能集中于结合的显示面板视角范围内。
另一方面，导光板41的主体亦可呈矩形体、梯形体或对称的双楔形体，其中导光板41呈楔形体或梯形体时，侧光型背光模件为一单侧光型背光模件。导光板41呈矩形体或对称双楔形体时，侧光型背光模件可为一单侧光型或双侧光型背光模件，其中对称双楔形体呈两端较厚及中心部份最薄。再者，侧光型背光模件上方可结合一液晶面板(liquid crystal panel)47，以供做液晶显示器的发光源。
图5根据本发明一第三具体实施例的侧光型背光模件的截面示意图。此侧光型背光模件包括一楔形(wedge-type)导光板51、一光源52、一反光罩53、一棱镜片54、一反光片55及一扩散片56。导光板51具有光输入用的一入射端面511、一具有光散射图案513的背面512及光输出用的一出射面514。光源52，可为一线性光源，位于导光板51的入射端面511一侧。反光罩53具有一抛物形反射面，包覆在光源52外围，使光源52的发射光开口朝向导光板51的入射端面511，并且反光罩53用以将光源52背向导光板51的发射光反射导引至其入射端面511。棱镜片54直接包覆在光源52灯管表面，其可将光源52朝光源发射开口正向发射的光束以集中的平行光束投射至导光板51的入射端面511，并且光源52背向导光板51入射端面511的发射光束经由棱镜片54折射后投射在反光罩53的抛物形反射面后，以平行光反射，再经棱镜片54折射，以集中平行光束投射至导光板51的入射端面511。再者，光源52灯管表面可预刻成棱镜型波纹，以取代包覆在光源52灯管表面的棱镜片54。同样地，第三具体实施例中直接将棱镜片54包覆在光源52灯管表面亦可增加投射至导光板51入射端面511的光强度，以提升背光模件的辉度。反光片55位于导光板51背面512下方，用以将导光板51内部发射出的光束反射回至导光板51内。扩散片56位于导光板51的出射面514上方，将导光板51的出射面514输出的光束扩散，以提升背光模件的光均匀度。另一方面，导光板51的出射面514也可设计成棱镜面(未示出)或于导光板51的出射面514上方加设一棱镜片(未示出)，以进一步使导光板51经由其出射面514输出的发射光束能集中于结合的显示面板视角范围内。
另一方面，导光板51的主体亦可呈矩形体、梯形体或对称的双楔形体，其中导光板51呈楔形体或梯形体时，侧光型背光模件为一单侧光型背光模件。导光板51呈矩形体或对称双楔形体时，侧光型背光模件可为一单侧光型或双侧光型背光模件，其中对称双楔形体呈两端较厚及中心部份最薄。再者，侧光型背光模件上方可结合一液晶面板(liquid crystal panel)57，以供做液晶显示器的发光源。
如上述，本发明的侧光型背光模件可以做为一液晶显示器的发光源，以下就图3所示的侧光型背光模件应用于一液晶显示器做一举例说明。参图7，具有图3的侧光型背光模件的液晶显示器分解示意图，其中为使图式不过于繁复，侧光型背光模件的一些组成构件例如光源32及反光罩33经省略未示于图中，导光板31的背面312的光散射图案313亦未示于图中。图7显示的液晶显示器(liquid crystal display)结构包括从下至上依次叠合的一第一框体300、一反光片34、一入射端面311呈棱镜面的导光板31、一防护片(protection sheet)37、一扩散片35、一液晶面板(liquid crystal panel)36及一第二框体320。第一框体300的一侧边具有复数个螺孔301a，第二框体320的同一侧边同样具有复数个螺孔321a对齐于第一框体300的螺孔301a，通过固定件例如螺栓330穿经第二框体320的螺孔321a及第一框体300的螺孔301a，以将液晶显示器各构件组合一起。再者，扩散片35用以将导光板31的发射光束扩散，以提高液晶显示器的发光均匀度。图7所示的液晶显示器各构件重叠次序可互相调换，例如扩散片35可与防护片37的位置互换。防护片37与扩散片35的间可加设一棱镜片(未示出)，或者于扩散片35上方加设一棱镜片(未示出)，以进一步将导光板31的出射光束集中于液晶显示器的视角范围内，而更提高液晶显示器的发光亮度。
图8具有图7所示的液晶显示器300的一液晶显示装置分解示意图，其中液晶显示器300与一背面壳体500及一正面壳体520组合一起。背面壳体500的一侧边具有复数个螺孔510a对齐于第二框体320的侧边螺孔321a，通过固定件例如螺栓512穿经螺孔510a、321a，将液晶显示器300及背面壳体500组合一起。正面壳体520再通过卡合方式与背面壳体500接合，以将液晶显示器300容纳于两者间。
本发明侧光型背光模件中将棱镜片设于光源与导光板入射端面的间或导光板入射端面或者直接包覆在光源灯管表面。因此，本发明侧光型背光模件的设计可大大减少棱镜片的使用面积，可明显降低棱镜片的使用成本，进而降低背光模件的制造成本。
以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在所述的申请专利范围内。

Claims (7)

1.一种侧光型背光模件，其特征在于，包括：
一导光板，具有光输入用的一入射端面、一背面及光输出用的一出射面，其中该背面具有一光散射图案，供导引该导光板内的反射光从该出射面输出；及
一光源；位于该导光板的该入射端面一侧及具有一棱镜片包覆该光源表面。
2.如权利要求1所述的侧光型背光模件，其特征在于，上述的棱镜片直接形成于该光源灯管表面。
3.如权利要求1所述的侧光型背光模件，其特征在于，上述的导光板构型选自下列任一者：楔形体、矩形体、梯形体及对称双楔形
4.如权利要求1所述的侧光型背光模件，其特征在于，更包含一反光片位于该导光板的该背面下方，及一扩散片位于该导光板的该出射面上方，以及一具有抛物形反射面的反光罩包围该光源，以使该光源的一出口朝向该入射端面。
5.一种液晶显示器，其特征在于，包括：
一液晶面板；及
一侧光型背光模件，位于该液晶面板下方，该侧光型背光模件包括一导光板、一光源、一反光罩、一反光片及一扩散片，该导光板具有光输入用的一入射端面、一背面及光输出用的一出射面，该背面具有一光散射图案，供导引该导光板内的反射光从该出射面输出，该光源位于该导光板的该入射端面一侧及具有一棱镜片包覆该光源表面，该反光片位于该导光板的该背面下方，以及扩散片位于该导光板的该出射面上方，该反光罩包围该光源，以使该光源的一出口朝向该入射端面。
6.如权利要求5所述的液晶显示器，其特征在于，上述的导光板构型选自下列任一者：楔形体、矩形体、梯形体及对称双楔形体。
7.如权利要求5所述的液晶显示器，其特征在于，上述的棱镜片直接形成于该光源灯管表面。
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