CN101231419A - 具有弹簧线导光结构的液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有弹簧线导光结构的液晶显示装置，该液晶显示装置具有包含多个导光结构的光学基板。光学基板的入光面用来接收光线。多个导光结构设置在光学基板的出光面上，用来导引自该入光面射入的光线，每一导光结构包含多个导光单元，每一导光单元包含第一弧型部、第二弧型部以及第三弧型部。该第一弧型部的第一端以及该第二弧型部的第一端与该第三弧型部的第一端相接，该第一弧型部的第二端以及该第二弧型部的第二端相接。

Description

具有弹簧线导光结构的液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种使用于液晶显示装置的导光板，且特别是涉及一种具有呈弹黄线状导光结构的导光板。

背景技术

背光模块(Back light module)为液晶显示器(Liquid crystal display，LCD)的关键零组件之一。由于液晶本身不发光，背光模块的功能即在于供应充足的亮度与分布均匀的光源，通过简洁有效光机构转化成高亮度且均一辉度的面光源，以提供液晶显示面板背光光源。液晶显示面板现已广泛应用于监视器、笔记型电脑、数字相机及投影机等具成长潜力的电子产品，尤以笔记型电脑及LCD监视器等大尺寸用面板需求最大，也因此对于背光模块需求成长也日趋强烈。

背光模块主要由光源(例如冷阴极萤光管、热阴极萤光管、发光二极管)、反射板(reflector)、导光板(light guide plate)、扩散板(diffusion sheet)及棱镜片(Brightness Enhancement Film，BEF)等组件组装而成。光源射出的光线进入导光板后，会导引射入的光源将其分布成均匀的面光源，位于导光板一侧的反射板会将射向反射板方向的光反射回导光板中，防止光源外漏，以增加光的使用效率。由导光板射出的光线再经扩散板的均光作用与棱镜片的集光作用，提高光源的亮度与均匀度后，再将光线射入液晶面板内。棱镜片是规则条状排列的三角形棱镜，其主要功能在通过折射与内部全反射，将自导光板发出至四面八方的散乱光线的光向上折射并集中至角度约±35度的正视角(On-axis)方向，以提高正面亮度。

现有的导光板上分布有多个导光单元。导光单元可为点状、线状、曲线等以蚀刻、光刻、机械加工所成的形状，并可呈规则排列。然而，具有前述列举形状的导光单元其加工制作工艺复杂且设备昂贵，因此不利于降低生产成本。除此之外，当导光单元的排列方向与搭配运用的液晶显示面板的液晶阵列平行度过高时，也极易产生因光干涉所导致的迭纹现象(morie)。再者，传统的线状曲线状的导光单元只能反射垂直方向的光线，使得非垂直方向光线因发散而无法有效利用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光学基板以及应用此种光学基板的液晶显示装置，其中光学基板上具有弹簧线状的导光结构，而光学基板例如可为导光板，以解决上述现有技术的问题。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种液晶显示装置，其包含一光源、一光学基板以及一液晶显示面板。该光源用来产生一光线。该光学基板包含一出光面以及一入光面，该入光面用来接收该光源产生的光线，该光学基板的出光面上设有多个导光结构，用来导引自该入光面射入的光线。每一导光结构包含多个导光单元，每一导光单元包含第一弧型部、第二弧型部以及第三弧型部，该第一弧型部的第一端以及该第二弧型部的第一端与该第三弧型部的第一端相接，该第一弧型部的第二端以及该第二弧型部的第二端相接。该液晶显示面板设置在该光学基板的上方。

本发明还提供一种光学基板，其包含一出光面、一入光面以及多个导光结构，该入光面用来接收一光线。该多个导光结构设置在该出光面上，用来导引自该入光面射入的光线。每一导光结构包含多个导光单元，每一导光单元包含第一弧型部、第二弧型部以及第三弧型部。该第一弧型部的第一端以及该第二弧型部的该第一端与该第三弧型部的该第一端相接，该第一弧型部的该第二端以及该第二弧型部的该第二端相接。

附图说明

图1是本发明的液晶显示装置的结构示意图；

图2A至图2E是本发明导光板的导光结构不同实施例的俯视图；

图3是从出光面俯视本发明导光板的导光结构的放大图；

图4A至图4D是本发明导光板的导光结构不同实施例的局部放大图；

图5是本发明导光板的导光结构另一实施例的局部放大图。

主要元件符号说明

102背光模块    104液晶显示面板

52光源                    54反射板

56导光板                  58扩散板

60、62棱镜片              562入光面

564出光面                 566导光结构

566a-g导光结构            570导光单元

571第一弧形部             572第二弧形部

573第三弧形部             5711第一弧形部的第一端

5712第一弧形部的第二端    5721第二弧形部的第一端

5722第二弧形部的第二端    5731第三弧形部的第一端

5732第三弧形部的第二端

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明液晶显示装置的结构示意图。液晶显示装置100包含背光模块102以及液晶显示面板104。背光模块102包含光源52、反射板54以及导光板56。背光模块102主要由光源(例如冷阴极萤光管、热阴极萤光管、发光二极管)52、反射板54、光学基板(在本实施例为导光板56)、扩散板58及棱镜片60和62等组件组装而成。光源52射出的光线进入导光板56后，会导引射入的光源将其分布成均匀的面光源，反射板54会将射向反射板54方向的光反射回导光板56中，防止光源外漏，以增加光的使用效率。由导光板56射出的光线再经扩散板58的均光作用与棱镜片60和62的集光作用，提高光源的亮度与均匀度后，再将光线射入液晶显示面板104内。在较佳实施例中，棱镜片60和62是规则条状排列的三角形棱镜，其主要功能在通过折射与内部全反射，将自导光板56发出至四面八方的散乱光线的光向上折射并集中至角度约±35度的正视角(On-axis)方向，以提高正面亮度。液晶显示面板104包含一液晶分子层(未绘示)，用来依据导光板56射出的光线以及该液晶分子层内的液晶分子转动方向产生一影像。导光板56包含出光面562以及入光面564。入光面562用来接收光源52产生的光线。出光面564上设有多个导光结构566，用来导引自入光面562射入的光线。

请参阅图2A至图2E以及图3，图2A至图2E是导光结构566的不同实施例的俯视图，图3是从出光面俯视导光结构566的放大图。从出光面564上方俯视，该等导光结构566呈平行排列，且每一导光结构566的形状大致上呈弹簧线的形状。每一导光结构566包含多个导光单元570，每一导光单元570包含第一弧型部571、第二弧型部572以及第三弧型部573。如图3所示，第一弧型部571的第一端5711以及第二弧型部572的第一端5721与第三弧型部573的第一端5731相接，第一弧型部571的第二端5732以及第二弧型部572的第二端5721相接。第一弧型部571以及第二弧型部572呈对称。每一导光单元570的第三弧型部573的第二端5732连接于相邻的一导光单元570的第三弧型部573的第一端5731；也就是说，每两个导光单元570之间可以但不限定于相互连接。图2A中，距离光源52较近的导光结构566a的第三弧型部573的弧度可以但不限定于大于远离光源52的导光结构566b的每一第三弧型部573的弧度；也就是说，距离光源52较近的导光结构566a的宽度x可以但不限定于大于远离光源52的导光结构566b的宽度x。在图2B中，每个导光结构566的排列也可以光源52为圆心以扇形展开，每个导光结构566的宽度x可依据距离光源52的大小而调整，例如距离光源52较近的导光结构566c的第三弧型部573的弧度可以但不限定于大于远离光源52的导光结构566d的每一第三弧型部573的弧度。在图2C中，导光结构566e的第三弧型部573也可穿过导光结构566f的第一弧型部以及第二弧形部。在图2D中，每个导光结构566的排列呈波浪状，且彼此相互平行。在图2E中，不同于图2A至图2D所绘示的侧光式液晶显示装置，光源52的位置设置在导光板56的下方(亦即直下式液晶显示装置)。距离光源52较近的导光结构566g的第三弧型部573的弧度可以但不限定于大于远离光源52的导光结构566h的每一第三弧型部573的弧度；也就是说，距离光源52较近的导光结构566g的宽度x可以但不限定于大于远离光源52的导光结构566h的宽度x。除了宽度x之外，在实际运用上，每个导光结构之间的间距y以及第一弧形部(或是第二弧形部)的长度w的大小也可以依实际设计需求而有不同的变化设计。在较佳实施例中，宽度x的大小介于0.05mm至1.00mm之间，间距y的大小介于0.10mm至1.00mm之间，长度w的大小介于0.05mm至1.00mm之间。

请参阅图4A至图4D。图4A至图4D是绘示导光单元的不同实施例的局部放大图。在图4A中，导光结构566是一凹槽，凹槽的剖面呈三角形。在较佳实施例中，凹槽的深度介于0.0001mm至1mm之间，该凹槽的剖面夹角介于10°至170°之间，凹槽的宽度介于0.0001mm至1mm之间。如图4B至图4D所示，该凹槽的剖面亦可呈四角形、梯形或半圆形，而凹槽的深度h介于0.0001mm至1mm之间，该凹槽的宽度d介于0.0001mm至1mm之间。

请参阅图5，图5是根据本发明绘示导光结构另一实施例的局部放大图。在本实施例中，导光结构566是自出光面564突出的凸出体。以较佳实施例而言，该凸出体的剖面可呈三角形，且呈三角形的凸出体的高度介于0.0001mm至1mm之间，夹角介于10°至170°之间，宽度介于0.0001mm至1mm之间。此外，凸出体的剖面也可呈四角形、梯形或半圆形，且凸出体的高度介于0.0001mm至1mm之间，宽度介于0.0001mm至1mm之间。

在本发明的导光结构并不限于导光板，亦可应用于扩散板58或是其它用来导引光线的光学基板。

相比较于背景技术，弹簧线状的导光结构可直接将垂直射入光线(如图5箭头B所示)以及非垂直射入光线(如图5箭头A所示)反射向上，且弹簧线状的导光单元566的曲面能兼具反射及集光的效果。此外，制造本发明导光板的导光结构时，可以快速的加工方式在导光板(或是扩散板等光学基板)模仁(stamper)上切螺旋沟形状，并依所需加工出不同曲线结构。导光板或扩散板的螺旋线微结构可使用加工中心机快速加工完成，依据不同进给、转速及间距可得到不同的疏密程度，以调整背光板的均匀度。

虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (17)

1.一种液晶显示装置，包含：

光源，用来产生光线；

光学基板，包含出光面以及入光面，其中该入光面用来接收该光源产生的光线，而该出光面上设有多个导光结构，用来导引自该入光面射入的光线，每一导光结构包含多个导光单元，每一导光单元包含第一弧型部、第二弧型部以及第三弧型部，该第一弧型部的第一端以及该第二弧型部的第一端与该第三弧型部的第一端相接，该第一弧型部的第二端以及该第二弧型部的第二端相接；以及

液晶显示面板，设置在该光学基板上方。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中各该导光结构是凹槽。

3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其中该凹槽的剖面呈三角形。

4.如权利要求3所述的液晶显示装置，其中该凹槽的深度介于0.0001mm至1mm之间，该凹槽剖面的夹角介于10°至170°之间，该凹槽的宽度介于0.0001mm至1mm之间。

5.如权利要求2所述的液晶显示装置，其中该凹槽的剖面呈四角形、梯形或半圆形。

6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其中该凹槽的深度介于0.0001mm至1mm之间，该凹槽的宽度介于0.0001mm至1mm之间。

7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中各该导光结构是自该出光面突出的凸出体。

8.如权利要求7所述的液晶显示装置，其中该凸出体的剖面呈三角形。

9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中该凸出体的高度介于0.0001mm至1mm之间，该凸出体的夹角介于10°至170°之间，该凸出体的宽度介于0.0001mm至1mm之间。

10.如权利要求7所述的液晶显示装置，其中该凸出体的剖面呈四角形、梯形或半圆形。

11.如权利要求10所述的液晶显示装置，其中该凸出体的高度介于0.0001mm至1mm之间，该凸出体的宽度介于0.0001mm至1mm之间。

12.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该第一弧型部以及该第二弧型部呈对称。

13.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该多个导光结构呈平行排列。

14.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该多个导光结构包含第一导光结构以及第二导光结构，该第一导光结构与该光源的距离小于该第二导光结构与该光源的距离，其中该第一导光结构的第三弧型部的弧度大于该第二导光结构的每一第三弧型部的弧度。

15.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中每一导光单元的第三弧型部的第二端连接于相邻的导光单元的第三弧型部的第一端。

16.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该光学基板包括导光板。

17.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中该光学基板包括扩散板。

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