CN101271216A

CN101271216A - 液晶显示器装置

Info

Publication number: CN101271216A
Application number: CNA2007100878374A
Authority: CN
Inventors: 张之礼; 吴正佳; 高宏成
Original assignee: Hannstar Display Corp
Current assignee: Hannstar Display Corp
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2008-09-24

Abstract

一种液晶显示器装置包含有上菱镜片与设置于该上菱镜片上的下偏光片，该上菱镜片具有多个排列于第一方向的第一平行菱镜脊线和集光方向，该第一平行菱镜脊线的第一方向大致垂直于该集光方向，且该下偏光片具有大致平行于该集光方向的第一透射轴。

Description

液晶显示器装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器装置，尤其涉及一种关于背光模块光学模片排列改良的液晶显示器装置。

背景技术

一般来说，液晶显示器(Liquid crystal display，LCD)由于具有轻薄短小、高亮度、高对比与低耗电等特性，已取代传统阴极射线管显示器成为显示器市场的主流产品。目前，液晶显示器已被广泛地使用在笔记本计算机上，甚至是桌上型计算机上，并且正持续普及化当中。然而，液晶面板本身却不会发光，因此背光模块(Backlight Module)中的光源与光学薄膜，由于可以提供较佳的光学特性，如：高亮度、高对比度和广视角等，而在液晶显示器里扮演着非常重要的角色。

请参考图1，图1为已知的液晶显示器装置的剖开图。如图1所示，已知的液晶显示器装置10包含有背光模块11、液晶面板12、设置于液晶面板12之下的下偏光片16、以及设置于液晶面板12之上的上偏光片18。另外，背光模块11包含有一对设置于下偏光片16下的菱镜片13、14、设置于菱镜片13、14下的扩散片112、设置于扩散片112下的导光板114以及设置于导光板114一侧边的光源116。其中，菱镜片13、14包含有具有多个排列于垂直方向的平行菱镜脊线的上菱镜片13与具有多个排列于水平方向的平行菱镜脊线的下菱镜片14，而下菱镜片14设置于扩散片112上，并且上菱镜片13设置于下菱镜片14上。另外，下偏光片16具有第一透射轴以及上偏光片18具有垂直于此第一透射轴的第二透射轴，一般来说，第一透射轴与液晶面板12的任一侧边的夹角约45度。光源116会先进入导光板，再由扩散片均匀扩散，扩散后所发射出的光线会依序透射下菱镜片14与上菱镜片13。光线的一部分会被折射而另一部分会被散乱地反射。当光线经过折射后，会经过下偏光片16，但光线经过下偏光片16会有一半会被吸收，使得实际可用的光线只有光源116发出的光线的一小部分。由于大部份的光线已于上述的传递过程损耗掉，所以提供足够的亮度与对比度并且降低耗电，光源的有效利用已成为一重要课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可有效利用光源的液晶显示器装置。

为达上述目的，根据本发明的优选实施例，本发明披露一种液晶显示器装置。该液晶显示器装置包含有上菱镜片与设置于该上菱镜片上的下偏光片，该上菱镜片具有多个排列于第一方向的第一平行菱镜脊线与集光方向，该第一平行脊线与该集光方向大致垂直，且该下偏光片具有与该集光方向大致平行的第一透射轴。

本发明通过改善上菱镜片与下偏光片的相对位置，使得上菱镜片的集光方向与下偏光片的透射轴大致平行，以提升光源所发出的光线的利用率，增加出光亮度。

附图说明

图1为已知液晶显示器装置的剖开图；

图2为本发明第一优选实施例的液晶显示器装置的剖开图；

图3为本实施例根据图4的角度坐标的实验结果；

图4为排列方向的角度坐标；

图5为本发明的第二实施例的液晶显示器装置剖开图；

图6为本发明的第三实施例的液晶显示器装置剖开图；

图7为本发明的第四实施例的液晶显示器装置剖开图；

图8为本发明的第五实施例的液晶显示器装置剖开图；

图9为本发明的第六实施例的液晶显示器装置剖开图。

具体实施方式

请参考图2，图2为本发明第一优选实施例的液晶显示器装置的剖开图。如图2所示，液晶显示器装置20包含有背光模块22、设置于背光模块22上的液晶面板28、设置于液晶面板下的下(第一)偏光片262、与设置于该液晶面板28之上的上(第二)偏光片264。液晶面板28包含有滤色片(Colorfilter)、多个液晶分子(Liquid crystal molecules)与多个薄膜晶体管(图未示)。背光模块22包含有设置于下偏光片262之下的上(第一)菱镜片244；设置于上菱镜片244之下的下(第二)菱镜片242；设置于下菱镜片242之下的扩散片222；设置于扩散片222之下的导光板224；以及设置于导光板224的一侧的光源226。由光源226的位置可知，本实施例的背光模块22为侧边入光。上菱镜片244的上表面具有多个排列于第一方向的第一平行菱镜脊线，且上菱镜片244具有第一集光方向245，第一集光方向245沿着入射光被收敛的方向且垂直第一平行菱镜脊线的第一方向。下菱镜片242则具有第二集光方向，第二集光方向垂直于第二平行菱镜脊线的第二方向。为了收敛从扩散片222均匀射出的光线，第二平行菱镜脊线的第二方向与第一平行菱镜脊线的第一方向大致垂直。另外，下偏光片262具有第一透射轴263，上偏光片264具有第二透射轴。下偏光片262的第一透射轴263与上偏光片264的第二透射轴大致垂直，第一集光方向245与下偏光片262的第一透射轴263大致平行，并且下偏光片262的第一透射轴263与液晶面板28的一侧具有的夹角介于20到60度的范围之间，优选为40到50度间，优选夹角为45度。在本实施例中，下偏光片262的第一透射轴263与液晶面板28的一侧边大致呈45度。

在本实施例中，从光源226发出的光线通过导光板224将线光源转变成面光源，接着，光线进入扩散片222并且被扩散片222均匀地散射，因此，光线会从扩散片222的上表面均匀射出。当均匀光线透射下菱镜片242与上菱镜片244时，光线会部份折射到观察者方向并且部分被全反射，并回到背光模块22。回到背光模块22的部分光线可能再经过导光板224或扩散片222均匀地反射或回到光源226，然后再重新向上射出，接着透射下菱镜片242、上菱镜片244或再回到背光模块22以达成光线重复利用。因此光线的利用将更有效率，并且光线散射的角度从离开光源时的大散射角度变成往液晶显示器可视区方向收敛。大部分的光在经过上菱镜片244与下菱镜片242后会在第一与第二集光方向被收敛，并折射进入液晶显示器可视区方向。并且，因为下偏光片262具有第一透射轴263，从上菱镜片244射出的具有与第一透射轴263大致相同极化方向的光线将会透射下偏光片262。因此，当下偏光片262的第一透射轴263与上菱镜片244的第一集光方向245大致平行时，大部分的光线可通过下偏光片262。为了更明确说明本发明，以下为实验结果。

请参考图3和4。图3为本实施例根据图4的角度坐标的实验结果。图4为排列方向的角度坐标。在本实施例中，上菱镜片244与下菱镜片242使用3M增光片(Brightness Enhancement Film，BEF)，例如增光片II、增光片III-T与增光片III-M，但并不局限于这些增光片。本实验有五个类型，用以比较增光片III-T与增光片III-M在不同排列方向下的辉度变化，并与已知增光片II的组合做比较。这五种类型具有的共同条件就是下偏光片262的第一透射轴263根据图4的角度坐标都设置在45度的位置，并且具有扩散片。这五种类型的条件情况描述以下，已知类型的条件为上菱镜片244与下菱镜片242为增光片II，并且上菱镜片244的第一方向设置于90度，即垂直方向，而下菱镜片的第二方向则设置于180度，即水平方向，意即上菱镜片244的第一集光方向与下菱镜片242的第二集光方向垂直，并与下偏光片262的第一透射轴263呈45度。类型1的条件为上菱镜片244与下菱镜片242为增光片III-T，第一集光方向设置于45度，且第二集光方向设置于135度，意即上菱镜片244的第一集光方向与下菱镜片242的第二集光方向垂直，并与下偏光片262的第一透射轴263平行。类型2的条件为上菱镜片244为增光片III-M且下菱镜片242为增光片III-T，第一集光方向设置于45度，且第二集光方向设置于135度，意即上菱镜片244的第一集光方向与下菱镜片242的第二集光方向垂直，并与下偏光片262的第一透射轴263平行。类型3的条件为上菱镜片244与下菱镜片242为增光片III-T，第一集光方向设置于135度，且第二集光方向设置于45度，意即上菱镜片244的第一集光方向与下菱镜片242的第二集光方向垂直，并与下偏光片262的第一透射轴263垂直。类型4的条件为上菱镜片244为增光片III-M且下菱镜片242为增光片III-T，第一集光方向设置于135度，且第二集光方向设置于45度，意即上菱镜片244的第一集光方向与下菱镜片242的第二集光方向垂直，并与下偏光片262的第一透射轴263垂直。另外，增光片III利用折射与反射原理来增加背光模块22的亮度，也就是说增光片III将在某个入射角度范围内的光线折射到观察者方向，而超出此入射角度范围的光线则被反射回背光模块22，并且再次被重复利用直到光线以适当的角度进入增光片III，其菱镜(prism)的形状为有规则的等腰三角形；增光片II则利用折射与反射原理来增加背光模块22的光利用效率，也就是说增光片II将入射增光片II角度小于35度(与垂直液晶显示器的垂线的夹角35度以内)的光线折射到观察者方向，超出35度的光线将被反射回背光模块22，并且再次被重复利用直到光线进入适当的角度，其菱镜的形状为不规则的三角形。此外，增光片II的光利用率高于增光片III，且增光片II的成本高于增光片III。在增光片III中，增光片III-M具有雾面层能使亮度在边缘部份柔和化，因此可以减少下扩散片222的使用。相对地，使用没有雾面层的增光片III-T的亮度高于增光片III-M。如图3所示，比较所有类型的亮度，类型1与类型2的组合具有较高的亮度。相较类型1和类型2与其它类型的条件，类型1与类型2为上菱镜片244的第一集光方向设置于45度，即上菱镜片244的第一集光方向与下偏光片262的第一透射轴263平行，但其它类型的上菱镜片的第一集光方向不是设置在45度。因此，当上菱镜片244的第一集光方向与下偏光片262的第一透射轴263平行且设置于45度时，可以提升液晶显示器装置20的亮度，并且，假如用增光片III取代增光片II，更可降低液晶显示器装置20的成本。

上述实施例为一种排列方法的液晶显示器装置，并且本发明还包含几种排列组合。请参考图5到9，图5到9分别为本发明的第二至第六优选实施例的液晶显示器装置剖开图。为了方便说明，各实施例的装置组件与上述实施例已描述过的相同组件的描述将不重述。除此之外，为了比较各实施例的差异，图5到9将使用与图2相同的符号。

请参考图5，图5为本发明第二实施例的液晶显示器装置的剖开图。如图5所示，本实施例的扩散片222设置于上菱镜片244与下菱镜片242之间，而背光模块22还包含的导光板224设置于下菱镜片242之下，且光源226设置于导光板224的一侧。

请参考图6，图6为本发明第三实施例的液晶显示器装置的剖开图。如图6所示，本实施例的扩散片222设置于上菱镜片244与下偏光片262之间，而背光模块22还包含的导光板224设置于下菱镜片242之下，且光源226设置于导光板224的一侧。

请参考图7，图7为本发明第四实施例的液晶显示器装置的剖开图。如图7所示，本实施例背光模块22的光源226设置于扩散片222之下，而背光模块22并不包含有导光板224，背光模块22为直下式背光模块。

请参考图8，图8为本发明第五实施例的液晶显示器装置的剖开图。如图8所示，本实施例的导光板224的上表面具有多个微结构，且微结构为多个V型齿状沟槽。

请参考图9，图9为本发明第六实施例的液晶显示器装置的剖开图。如图9所示，本实施例的导光板224的下表面具有多个微结构，且微结构为多个V型齿状沟槽。值得注意的是，导光板224的微结构形状或菱镜片的图案并不限于上述实施例，可依需求做出调整。

总而言之，本发明的液晶显示器装置提供一种上菱镜片的集光方向与下偏光片的透射轴大致平行的液晶显示器装置，以改善发光效率，从而增加亮度且降低成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的等价变化与修改，都属于本发明的范围。

Claims

1. 一种液晶显示器装置，其包含有：

第一菱镜片，该上菱镜片具有多个排列于第一方向的第一平行菱镜脊线和集光方向，且这些第一平行菱镜脊线的所述第一方向与所述集光方向大致垂直；以及

第一偏光片，设置于所述第一菱镜片之上，且所述第一偏光片具有与所述集光方向大致平行的第一透射轴。

2. 如权利要求1所述的液晶显示器装置，还包含液晶面板，其设置于所述第一偏光片之上。

3. 如权利要求2所述的液晶显示器装置，其中所述第一透射轴与所述液晶面板的一侧边的夹角为20到60度之间。

4. 如权利要求2所述的液晶显示器装置，其中所述第一透射轴与所述液晶面板的一侧边的夹角为40到50度之间。

5. 如权利要求1所述的液晶显示器装置，还包含第二菱镜片，设置于所述第一菱镜片之下，且所述第二菱镜片具有多个排列于第二方向的第二平行菱镜脊线。

6. 如权利要求5所述的液晶显示器装置，其中所述第二平行菱镜脊线的所述第二方向，与所述第一平行菱镜脊线的所述第一方向大致垂直。

7. 如权利要求5所述的液晶显示器装置，还包含扩散片，设置于所述第二菱镜片之下。

8. 如权利要求5所述的液晶显示器装置，还包含扩散片，设置于所述第一菱镜片与所述第二菱镜片之间。

9. 如权利要求5所述的液晶显示器装置，还包含扩散片，设置于所述第一菱镜片与所述第一偏光片之间。

10. 如权利要求7所述的液晶显示器装置，还包含导光板，设置于所述扩散片之下。