CN101078837A

CN101078837A - 背光模块

Info

Publication number: CN101078837A
Application number: CN 200710136731
Authority: CN
Inventors: 郑文源; 赖成志; 刘耕儒
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2007-11-28

Abstract

本发明涉及一种背光模块及包含该背光模块的液晶显示器，该背光模块包含一光源、一导光板及一集光片，光源设于导光板的一侧边，而该集光片邻设于导光板的一出光面，其中，该集光片具有朝向该导光板的多个集光结构，且各集光结构具有一尖角约为55度至70度；由此，可使光线往垂直面板的方向集中。本发明的有益效果在于能将光源所产生的光线，转化为一均匀的面光源；并且当光线由导光板导引扩散后，经集光片的调整，使得光线更往垂直于液晶面板的方向集中，进而提升液晶显示器在使用者端所呈现的辉度表现。

Description

背光模块

技术领域

本发明涉及一种用于液晶显示器的背光模块；特别是一种可呈现较佳集光效果的背光模块。

背景技术

液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)具有省电、重量轻、低辐射及易携带等优点，广泛应用于电视、计算机屏幕、笔记型计算机、汽车导航系统、行动通讯装置等，已逐渐取代传统的显示器，成为显示器市场上的主流。其中，关键零组件之一即是背光模块(Backlight Module)，负责提供液晶显示器面板均匀而足够的光源。背光模块主要由光源(Lamp)、导光板(Light Guide Plate)、集光片(Prism Sheet)、扩散板(Diffusion Sheet)、反射板(Reflect Sheet)、及光学膜等组件所组成。

其中，背光模块依照光源的不同设置位置，主要可分为两种：直下式及侧边入光型(Edge Type)。其中，侧边入光型的背光模块指将光源设置于导光板的一侧边，其最大的优点在于整体较为轻薄，并可同时满足背光模块的高亮度、低成本、亮度均匀性佳等的需求，在特定尺寸的液晶显示器的应用上，尤其容易受到青睐。

公知的侧边入光型背光模块的侧视图如图1A所示，背光模块10主要包含光源11、导光板13及集光片15等组件，当光源11所产生的光线由导光板13的侧边131进入，经过导引后自导光板13的出光面135射出。在公知导光板13的底面133，可形成多个微雕刻模仁结构(fly-cut pattern)17，其呈半果核状，且具有一长轴及一短轴，用来破坏导光板13内部的全反射现象。换言之，当微雕刻模仁结构17愈密集，愈可减少光线在导光板13内的全反射现象，进而使光线更容易折射出去；相反地，若微雕刻模仁结构17的分布愈稀疏，光线则愈有可能在导光板13的底部产生全反射现象，导致从光线从导光板13的出光面135射出的时机受到延迟。可以想见地，利用微雕刻模仁结构17的方向、分布密度等排列方式，便可调整出一较佳的分布，以辅助光线可均匀地从导光板13的出光面135射出。

初步形成面光源后，可再利用其它光学组件进行调整，例如于出光面135侧设置集光片15，以企图将光线调整至一较佳状态。利用上述背光模块10，可将光源11所产生的光线，扩散形成可供液晶面板使用的面光源。

然而，由于使用者在使用液晶显示器时，通常与液晶显示器呈约90度的垂直观赏角度，可以想见地，背光模块10若欲在光源11不变的情况下，达到较高的效率及提供较高的辉度，应尽量将光线以垂直液晶面板的角度提供。

请一并参阅图1A及图1B，图1B针对图1A所示的公知背光模块10，于出光面135以±80度视野角范围内分别进行辉度(nits)量测。首先，假设垂直于出光面135时为0度，如图1A所示的公知背光模块10所提供的光线，会有朝向不同角度发散的情形，由图1B的量测结果可以看出，大部分光线集中在约±30度视野角范围内发射。在光源所提供的光能量固定的前提下，当其它视角所发射的光线愈多，垂直于液晶面板方向(即视野角0度)上的光线便愈少，故公知背光模块10无法将光线以最佳角度提供给液晶面板，使得整体效能较差。

此外，如图1A所示，公知背光模块10中，从导光板13投射至集光片15的部分光线，尤其是投射至集光片15时具有较大发散角度的部分光线，可能会产生全反射现象，无法穿透集光片15而回到导光板13，此亦不利于背光模块10的整体光学表现。

有鉴于此，提供一可呈现较佳集光效果的背光模块及包含该背光模块的液晶显示器，乃为业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种背光模块，利用本发明的结构，可将光源所产生的光线，转化为一均匀的面光源，供后续的液晶面板使用。

本发明的另一目的在于提供一种背光模块，本发明在导光板的出光面设置一集光片，其具有朝向导光板的多个集光结构，并形成特定的尖角。当光线由导光板导引扩散后，再经集光片的调整，使得光线更往垂直于液晶面板的方向集中，进而提升液晶显示器在使用者端所呈现的辉度表现。

为达上述目的，本发明揭露一种背光模块，包含一光源、一导光板及一集光片，导光板具有第一平面、与第一平面相对的第二平面及一侧边，其中，该集光片邻设于导光板的第二平面，且具有朝向该导光板的多个集光结构，而各集光结构具有一尖角约为55度至70度；本发明亦揭露一种液晶显示器，包含一液晶面板及前述的背光模块。此外，本发明更揭露一种背光模块，其具有前述的集光结构，且该导光板的第一平面上同时设有多个微雕刻模仁结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于能将光源所产生的光线，转化为一均匀的面光源；并且当光线由导光板导引扩散后，经集光片的调整，使得光线更往垂直于液晶面板的方向集中，进而提升液晶显示器在使用者端所呈现的辉度表现。

为让本发明的上述目的、技术特征、和优点能更明显易懂，下文系以较佳实施例配合所附图式进行详细说明。

附图说明

图1A为公知背光模块的示意图；

图1B为公知背光模块的辉度表现图；

图2为本发明背光模块的侧视图；

图3为本发明导光板的立体示意图；

图4A为微雕刻模仁结构的放大示意图；

图4B为微雕刻模仁结构的放大示意图；

图5A～5E为本发明集光结构的实施态样示意图；

图6A～6C为本发明集光结构的排列方式示意图；

图7为本发明背光模块的辉度表现图；以及

图8为本发明液晶显示器的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10背光模块 11光源

13导光板 131侧边

133底面 135出光面

15集光片 17微雕刻模仁结构

20背光模块 21光源

23导光板 231侧边

233第一平面 235第二平面

237V型沟槽 25集光片

251集光结构 27微雕刻模仁结构

30液晶面板 L光行进方向

D第一方向 X1长轴

X2短轴 θ尖角

具体实施方式

请同时参阅图2及图3，其中，图2所示为本发明背光模块的侧视图，图3所示为立体示意图。背光模块20包含一光源21、一导光板23及一集光片25，其中，光源21可包含至少一发光二极管、至少一冷阴极荧光灯管(CCFL)、至少一外部电极荧光灯管(EEFL)或其组合，此领域具有通常知识者可依现有技术加以替换，在此不作限制。本发明的导光板23可至少具有一侧边231、一第一平面233、以及与该第一平面233相对的第二平面235；光源21邻设于导光板23的侧边231，其可沿一光行进方向L，朝侧边231提供一光线；而集光片25邻设于导光板21的第二平面235。

本发明所揭露的集光片25包含多个集光结构251，这些集光结构251的特征是具有尖角且朝向导光板23；优选地，本发明的集光片25为一逆棱镜片。

在本发明的一实施例中，导光板23的第一平面233上可设有多个微雕刻模仁结构(Fly-cut Pattern)27，请一并参阅图4A及图4B，其中，图4A为导光板23的第一平面233的示意图，而图4B为图4A中虚线区域的放大示意图。通过附图可看出，各微雕刻模仁结构27可具有一长轴X1、及与该长轴X1垂直的短轴X2，优选地，各微雕刻模仁结构27呈一半果核状的凸起。在本实施例中，就各微雕刻模仁结构27的分布而言，该长轴X1实质上平行于光行进方向L。然而，微雕刻模仁结构27的分布方式、角度可依需要调整，在此仅为示例。

本发明的集光结构251的优选实施例如图5A所示，请一并参阅图2或图3，本发明的集光结构251的特征在于，各该集光结构251具有一尖角θ，约为55度至70度，优选地，该尖角θ约为62度。其它实施例如图5B至图5E所示，集光结构251的形状可有多种变化，举例而言，图5B、5C所示的各该集光结构251具有不对称结构，而尖角θ可同样为55度至70度为佳；或者，各集光结构251亦可不具备尖角型态，而改以如图5D、5E所示的圆弧状结构，彼此邻接或间隔设置。由上述可知，集光结构251可依需求加以设计及变化，或者以多种型态交错设置，以达到调整光线角度的效果。

此外，关于集光结构251的排列方式，亦可进一步加以调整，如图6A所示，多个集光结构251沿一第一方向D顺序设置，优选地，第一方向D实质上与该光行进方向L垂直。或者，可依据产品所需的集光效率，在第一方向D与该光行进方向L之间的夹角上，呈现实质上约45度至135度间的偏斜，如图6B所示，多个集光结构251亦可呈一交错分布，如图6C所示。所属技术领域的人士可利用其知识，加以调整及变更。

请再次参阅图3，在导光板23的第二平面235上，可另形成多个V型沟槽237，或者，在第二平面235上涂覆一喷雾层，配合后续的其它光学组件，皆有助于提升背光模块20的整体表现。

可针对本发明所揭露的背光模块20进行辉度(nits)量测，如图7所示，便可发现本发明的背光模块20呈现较佳的辉度表现。图7显示本发明的实施例具有62度尖角的集光结构251、并与现有技术的辉度表现作比较，可清楚地看出，通过本发明集光结构251的设计，辉度曲线明显往0度方向集中，亦即背光模块20所提供的光线，将可较集中至垂直于第二平面235的方向上。请一并参阅图2，即使是较大发散角度的部分光线，本发明的实施例所揭露的结构较易消除全反射现象，进而以垂直于第二平面235的方向从集光片25发散出去。如此一来，在同样的光源条件下，本发明的背光模块20将可具有更佳的亮度表现。

请参阅图8，本发明背光模块20提供一集光效率较佳的面光源，并随后提供一液晶面板30使用，再通过液晶面板30上各像素的控制，形成一画面给予使用者观赏。更明确而言，背光模块20所提供的光线相较于现有技术，更调整至与液晶面板30垂直的方向，可以想见地，在同样的光源条件下，使用者可以得到更高的亮度。

通过上述揭露，本发明通过在集光片上形成朝向导光板的多个集光结构，进一步配合导光板底部的多个微雕刻模仁结构及其它光学组件，使得背光模块所提供的光线，往垂直于液晶面板的方向集中，以提升背光模块的辉度表现。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施例，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求为准。

Claims

1.一种背光模块，包含：

一导光板，该导光板具有一第一平面、与该第一平面相对的一第二平面、及一侧边；

一光源，邻设于该导光板的侧边；及

一集光片，邻设于该导光板的第二平面，该集光片包含多个集光结构，所述多个集光结构朝向该导光板，其中各该集光结构具有一尖角约为55度至70度。

2.如权利要求1所述的背光模块，其中该第一平面上设有多个微雕刻模仁结构。

3.如权利要求2所述的背光模块，其中该光源沿一光行进方向，朝该侧边提供一光线，且所述多个微雕刻模仁结构为多个凸起，各该凸起的一平面投影上，具有一长轴及与该长轴垂直的一短轴，该长轴与该光行进方向实质上平行。

4.如权利要求3所述的背光模块，其中各该凸起呈一半果核状。

5.如权利要求3所述的背光模块，其中所述多个集光结构沿一第一方向顺序设置。

6.如权利要求1所述的背光模块，其中该导光板的第二平面上具有多个V型沟槽。

7.如权利要求1所述的背光模組，其中该导光板的第二平面具有一喷雾层。

8.如权利要求1所述的背光模块，其中该集光片为一逆棱镜片。

9.如权利要求1所述的背光模块，其中该尖角约为62度。

10.一种背光模块，包含：

一导光板，该导光板具有一第一平面、与该第一平面相对的一第二平面、及一侧边，其中该第一平面上设有多个微雕刻模仁结构；

一光源，邻设于该导光板的侧边；及

一集光片，邻设于该导光板的第二平面，该集光片包含多个集光结构，所述多个集光结构朝向该导光板。