CN100406993C - 液晶显示装置及其背光模组 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种液晶显示装置及其背光模组。一种背光模组，包含一光学模板以及复数个光源，光学模板具有一第一表面以及与第一表面相对的一第二表面，第一表面具有复数个菲涅尔纹路区，该复数个菲涅尔纹路区以阵列方式设置于第一表面；复数个光源设置于光学模板的一侧。此外，本发明亦揭露一种使用上述背光模组的液晶显示装置。本发明利用具有复数个的菲涅尔纹路来调控光线射出的角度与方向，以符合不同情况下亮度与视角的要求。本发明的液晶显示装置及其背光模组能够使光源的光线均匀化且可调控光源所射出的角度与方向。

Description

液晶显示装置及其背光模组

技术领域

本发明涉及一种显示装置及其背光模组，特别是涉及一种液晶显示装置及其背光模组。

背景技术

随着多媒体时代的来临，显示装置的型态是趋于多样化，其中平面显示装置以其重量轻、厚度薄等特点成为目前发展的主流之一。

在平面显示装置中，由于液晶显示装置具有全彩色、高解析、薄形、省电以及高对比等众多优点，使其使用领域最为广泛。从一开始小面积的手机萤幕、车载显示面板，到中尺寸的笔记型电脑萤幕以及桌上型萤幕，直至今日的大尺寸液晶电视皆为液晶显示装置的应用领域。

请参阅图1所示，目前大尺寸的液晶显示装置1包含一液晶板11以及一背光模组12。其中，背光模组12主要包含一棱镜片121、一扩散板122、一光源123、一反射层124以及一壳体125，其中，光源123所发射的光线经由反射层124的反射，朝扩散板122的方向射去，光线依序穿透扩散板122以及棱镜片121，接着射至液晶板11，最后藉由液晶板11中的液晶胞来控制光线的穿透时间与顺序，以产生使用者所观看到的画面。

一般而言，液晶显示装置1中的光源123大都使用冷阴极萤光管(CCFL)、热阴极萤光管、或是平面灯管作为光源，但是随着发光二极管的技术进步，又发光二极管(Light emitted diode，LED)具有超长寿命、省电、低操作电压、高演色率、低温操作、反应速度快、符合环保要求(无Hg)的优点，皆是现行的CCFL光源无法比拟。因此复数个发光二极管组成的发光二极管阵列式光源已有逐步取代CCFL成为液晶萤幕光源，已成为未来的趋势。

但由于发光二极管阵列式光源是为复数个发光二极管以阵列方式排列而成，且发光二极管是为高亮度的光源，因此各个发光二极管之间的空隙容易产生暗带，进而影响整体的均匀度表现。

另外，由于现有习知液晶显示装置1中的棱镜片121是由复数个大小、形状以及角度相同的棱镜所组成的，当光线通过棱镜片121时，光线会汇聚集中，以提升液晶显示装置1的亮度。再者，由于棱镜片121上的棱镜皆为相同形状、相同角度，所以光线聚集的程度是固定不变的。是以，若要顾及液晶电视广视角的需求，目前的液晶显示装置1会因为光线发射的角度过于分散而产生中央亮度不足的困扰；另一方面，若为了达到中央亮度的要求，势必又得牺牲视角的考量，而无法满足液晶电视广视角的需求。

由此可见，上述现有的液晶显示装置及其背光模组在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决液晶显示装置及其背光模组存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的液晶显示装置及其背光模组存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的液晶显示装置及其背光模组，能够改进一般现有的液晶显示装置及其背光模组，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的液晶显示装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的液晶显示装置及其背光模组，所要解决的技术问题是使其能够使光源均匀化，且能够调控光源射出角度与方向的液晶显示装置，从而更加适于实用。

本发明的另一目的在于，提供一种液晶显示装置的背光模组，所要解决的技术问题是使其能够使光源均匀化，且能够调控光源射出角度与方向的液晶显示装置分背光模组，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种背光模组，其包含：一光学模板，其是具有一第一表面以及与该第一表面相对的一第二表面，该第一表面具有复数个菲涅尔纹路区，其中每个菲涅尔纹路区是具有至少二个焦距，该复数个菲涅尔纹路区以阵列方式设置于该第一表面；以及复数个光源，其是设置于该光学模板的一侧。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的背光模组，其更包含：一壳体，该壳体是具有一开口，该光学模板是与该开口相接合，且该光学模板与该壳体形成一容置空间，该复数个光源是设置于该壳体且位于该容置空间中。

前述的背光模组，其中所述的每一光源至少对应该复数个菲涅尔纹路区之一。

前述的背光模组，其中所述的光源是为一发光二极体阵列。

前述的背光模组，其中所述的光学模板具有一光学膜与一透明基板，该光学膜与该透明基板相贴合。

前述的背光模组，其更包含：一扩散板，该透明基板是位于该光学膜与该扩散板之间，该扩散板临设于该透明基板。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种液晶显示装置，是含一液晶板以及一背光模组，该背光模组是包含：一光学模板，该光学模板是具有一第一表面以及与该第一表面相对的一第二表面，该第一表面具有复数个菲涅尔纹路区，其中每个菲涅尔纹路区是具有至少二个焦距，该复数个菲涅尔纹路区以阵列方式设置于该第一表面上；以及复数个光源，其是设置于该光学模板的一侧，且该光学模板是设置于该液晶板与该复数个光源之间。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的液晶显示装置，其中所述的其更包含：一壳体，该壳体是具有一开口，该光学模板是与该开口相接合，且该光学模板与该壳体形成一容置空间，该复数个光源是设置于该壳体且位于该容置空间中。

前述的液晶显示装置，其中所述的每一光源至少对应该复数个菲涅尔纹路区其中之一。

前述的液晶显示装置，其中所述的光源是为一发光二极体阵列。

前述的液晶显示装置，其中所述的光学模板具有一光学膜与一透明基板，该光学膜与该透明基板相贴合。

前述的液晶显示装置，其更包含：一扩散板，该透明基板是位于该光学膜与该扩散板之间，该扩散板临设于该透明基板。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下：

依本发明的背光模组，包含一光学模板以及复数个光源。其中，光学模板具有一第一表面以及与第一表面相对的一第二表面，第一表面具有复数个菲涅尔纹路区，该复数个菲涅尔纹路区以阵列方式设置于第一表面；复数个光源设置于光学模板的一侧。

以及本发明的液晶显示装置，包含一液晶板、一光学模板、以及复数个光源。其中，光学模板是具有一第一表面以及与第一表面相对的一第二表面，第一表面具有复数个菲涅尔纹路区，该复数个菲涅尔纹路区以阵列方式设置于第一表面上；复数个光源设置于光学模板的一侧，且光学模板是设置于液晶板与该复数个光源之间。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

因依本发明的液晶显示装置及其背光模组能够使光源的光线均匀化且可调控光源所射出的角度与方向。与现有习知技术相比，本发明利用具有复数个的菲涅尔纹路来调控光线射出的角度与方向，以符合不同情况下亮度与视角的要求。以液晶电视为例，本发明可同时达到广视角以及高亮度的要求。再者，由于本发明可调控光线射出的角度与方向，亦可解决发光二极体阵列的各个发光二极体之间空隙容易发生暗带的问题，进而提升液晶显示装置的均匀度。

综上所述，本发明特殊结构的液晶显示装置及其背光模组，其能够使光源均匀化，且能够调控光源射出角度与方向。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在产品的结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的液晶显示装置及其背光模组具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，以下特举出多个较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是为现有习知大尺寸液晶显示装置的一示意图。

图2A为本发明较佳实施例的背光模组的分解立体图。

图2B为图2A中本发明较佳实施例的背光模组的剖视图。

图3是为本发明另一较佳实施例的背光模组的示意图。

图4和图5是为本发明再一较佳实施例的背光模组的示意图。

图6为本发明较佳实施例的光学模板的另一态样。

图7是为本发明较佳实施例的液晶显示装置的示意图。

1：液晶显示装置    11：液晶板

12：背光模组       121：棱镜片

122：扩散板        123：光源

124：反射层        125：壳体

2：背光模组        21、21’：光学模板

21a：透明基板      21b：光学膜

211：第一表面      2111：菲涅尔纹路区

212：第二表面      22：光源

23：壳体           24：容置空间

25：扩散板         3：液晶显示装置

31：液晶板         311：第一偏光板

312：滤光层        313：第一电极

314：液晶层         315：薄膜电晶体电路(TFT)

316：第二偏光板     32：光学模板

321：第一表面       3211：菲涅尔纹路区

322：第二表面       33：光源

34：壳体            35：扩散板

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的液晶显示装置及其背光模组其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图2A以及图2B所示，依本发明较佳实施例的背光模组2，包含一光学模板21以及复数个光源22，其中，光学模板21是具有一第一表面211以及与第一表面211相对的一第二表面212，第一表面211是具有复数个菲涅尔纹路区2111。在本较佳实施例，复数个菲涅尔纹路区2111以阵列方式设置于第一表面211上。

复数个光源22设置于光学模板21的一侧，在本较佳实施例，光源22是为发光二极体，且复数个光源22以阵列方式设置于第一表面211进而形成一发光二极体阵列，此外每一个光源22至少对应该等菲涅尔纹路区2111之一。

再请参照图2B，本实施例的背光模组2更包含一壳体23，壳体23是具有一开口，光学模板21是与开口相接合，且光学模板21与壳体23形成一容置空间24，复数个光源22是设置于壳体23且位于容置空间24中。

在本实施例中，光学模板21可以是柔性(flexible)基板或是刚性(rigid)基板。同时，光学模板21亦可以是塑胶(plastic)基板或是玻璃基板。其中，柔性基板与塑胶基板可为聚碳酸酯(polycarbonate，PC)基板、聚酯(polyester，PET)基板、金属铬合物基材-环烯共聚物(cyclicolefin copolymer，COC)基板或环烯共聚物(metallocene-based cyclicolefin copolymer，mCOC)基板等等。

另外，如图2B所示，光学模板21的第一表面211是具有复数个菲涅尔纹路区2111，其中，菲涅尔纹路区2111是具有至少一焦距(focallength)。如图2B所示，菲涅尔纹路区2111是具有单一焦距。在本实施例中，当光线穿透菲涅尔纹路区2221后，光线产生集中或是发散的角度是与光源22和菲涅尔纹路区2111的焦距的相对位置有关。是以，如图2B所示，此光学路径仅为方便说明的用，且本实施例的光学路径并非限缩在此一光学路径。

另外。如图3所示，菲涅尔纹路区2111是具有两个焦距，在此，由于菲涅尔纹路区2111是具有两个焦距，是以光源22所发出光线的一部分是可聚集于菲涅尔纹路区2111的中央区域；而另一部分是可发散至菲涅尔纹路区2111的两侧用以补偿各个光源22之间空隙亮度不足的问题。

在本较佳实施例中，每一个光源22与复数个菲涅尔纹路区2111其中之一相对应，每一光源22是临设于每一菲涅尔纹路区2111中央，换言之，光源22的数量是等同于菲涅尔纹路区2111的数量。但须注意者，本发明并不限定光源与菲涅尔纹路区2111必须一对一相对应，光源22与菲涅尔纹路区2111两者可为一对多相对应、或是多对一相对应。

另外，再请参照图2B，光学模板21的第二表面212是与光源22相面对。当然，如图3所示，光学模板21的第一表面211亦可与光源22相面对。

另外，本实施例的背光模组2是可掺杂扩散粒子。在本实施例中，扩散粒子是掺杂于光学模板21中。在本实施例中，扩散粒子是可修正光线行进的角度，亦可增强散射处理，进而达到雾化的效果。

再者，如图2B以及图3所示，本实施例的背光模组2更包含一扩散板(Diffuser)25，扩散板25是位于光学模板21与复数个光源22之间。当然，扩散板25亦可临设于光学模板21(未示于图中)。

另外，如图4与图5所示，光学模板21是位于光源22与扩散板25之间。在此，扩散板25是设置于光学模板21上(如图4与图5)。当然，扩散板25亦可临设于光学模板21下(未示于图中)。

此外，更请参阅图6，为本发明较佳实施例的光学模板21’的另一态样。其中光学模板21’具有一透明基板21a和一光学膜21b，其中，光学膜21b的一表面具有复数个菲涅尔纹路区2111，且复数个菲涅尔纹路区2111以阵列方式设置于该表面上，且光学膜21b的另一表面是与透明基板21a相贴合，进而形成光学模板21’，其中在本实施例中，透明基板21a泛指任何可透光的板材。举例而言。透明基板21a可以是柔性(flexible)基板或是刚性(rigid)基板。同时，透明基板21a亦可以是塑胶(plastic)基板或是玻璃基板。

其中，透明基板21a是可位于光学膜21b与扩散板25之间。在此，扩散板25是设置于透明基板21a下(如图6)。当然，扩散板25亦可临设于透明基板21a上(未示于图中)。

承如上述，本实施例的背光模组2可以是但不限定为液晶显示装置的背光模组。

请参阅图7所示，为本发明较佳实施例的液晶显示装置3，包含一液晶板31、一光学模板32以及复数个光源33，其中，光学模板32是具有一第一表面321以及与第一表面321相对的一第二表面322，第一表面321是具有复数个菲涅尔纹路区3211。复数个光源33是设置于光学模板32的一侧，且光学模板32是位于液晶板31与光源33之间。

在本实施例中，液晶显示装置3更包含一壳体34、一扩散板35。

本实施例的光学模板32、光源33、壳体34、扩散板35的功能与特征是与图2B的相同元件相同，在此不再赘述。

另外，本实施例中的液晶板31是依序包含一第一偏光板311、一滤光层312、一第一电极313、一液晶层314、一薄膜电晶体电路(TFT)315与一第二偏光板316。当然，液晶板31的构成元件可依照实际需求而做调整。

如图7所示，复数个光源33所发射的光线经由扩散板35以及光学模板32射至液晶板31，接着，薄膜电晶体电路315是控制液晶层314中的每一液晶胞的作动角度，以进一步控制光线通过的亮度以及时间，最后成为使用者眼中所看到的画面。

另外，本实施例的菲涅尔纹路区3211是具有至少一焦距，当菲涅尔纹路区3211具有两个焦距时(如上述图3所示)，光源33所发出光线的一部分是可聚集于菲涅尔纹路区3211的中央区域，而另一部分是可发散至菲涅尔纹路区3211的两侧以补偿各个发光二极体之间空隙不足的问题，是以液晶显示装置3是可具有广视角与高亮度等优点。

承上所述，因依本发明的液晶显示装置及其背光模组能够使复数个光源所射出的光线均匀化且可调控光源所射出的角度与方向。与现有习知技术相比，本发明利用具有复数个的菲涅尔纹路来调控光线射出的角度与方向，以符合不同情况下亮度与视角的要求。以液晶电视为例，本发明可同时达到广视角以及高亮度的要求。再者，由于本发明可调控光线射出的角度与方向，亦可解决发光二极体阵列的各个发光二极体之间空隙容易发生暗带的问题，进而提升液晶显示装置的均匀度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种背光模组，其特征在于其包含：

一光学模板，其是具有一第一表面以及与该第一表面相对的一第二表面，该第一表面具有复数个菲涅尔纹路区，其中每个菲涅尔纹路区是具有至少二个焦距，该复数个菲涅尔纹路区以阵列方式设置于该第一表面；以及

复数个光源，其是设置于该光学模板的一侧。

2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于其更包含：

一壳体，该壳体是具有一开口，该光学模板是与该开口相接合，且该光学模板与该壳体形成一容置空间，该复数个光源是设置于该壳体且位于该容置空间中。

3.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于其中所述的每一光源至少对应该复数个菲涅尔纹路区之一。

4.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于其中所述的光源是为一发光二极体阵列。

5.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于其中所述的光学模板具有一光学膜与一透明基板，该光学膜与该透明基板相贴合。

6.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于更包含：

一扩散板，该透明基板是位于该光学膜与该扩散板之间，该扩散板临设于该透明基板。

7.一种液晶显示装置，是含一液晶板以及一背光模组，其特征在于该背光模组是包含：

一光学模板，该光学模板是具有一第一表面以及与该第一表面相对的一第二表面，该第一表面具有复数个菲涅尔纹路区，其中每个菲涅尔纹路区是具有至少二个焦距，该复数个菲涅尔纹路区以阵列方式设置于该第一表面上；以及

复数个光源，其是设置于该光学模板的一侧，且该光学模板是设置于该液晶板与该复数个光源之间。

8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于其更包含：

一壳体，该壳体是具有一开口，该光学模板是与该开口相接合，且该光学模板与该壳体形成一容置空间，该复数个光源是设置于该壳体且位于该容置空间中。

9.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于其中所述的每一光源至少对应该复数个菲涅尔纹路区其中之一。

10.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于其中所述的光源是为一发光二极体阵列。

11.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于其中所述的光学模板具有一光学膜与一透明基板，该光学膜与该透明基板相贴合。

12.根据权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于其更包含：

一扩散板，该透明基板是位于该光学膜与该扩散板之间，该扩散板临设于该透明基板。

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