CN101571648A - 背光模块及使用此背光模块的液晶显示器 - Google Patents

背光模块及使用此背光模块的液晶显示器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种背光模块及使用此背光模块的液晶显示器，该液晶显示器包含有一点光源、一光学膜片以及一显示面板。该光学膜片的一表面上包含有至少一个棱镜结构，且该棱镜结构上多个棱镜设置位置分别设置多个三角棱镜，每一三角棱镜为环状或弧状且均以一参考点为圆心，每一三角棱镜的一底角由该三角棱镜的棱镜设置位置相对应于一曲线的曲线斜率所决定，且该底角为该三角棱镜与该光学膜片所接触的两底角中距离该棱镜结构的剖面之一中心线较远的底角；此外，该点光源所发散的光线直接照射至该光学膜片上。

Description

背光模块及使用此背光模块的液晶显示器
技术领域
本发明涉及一种背光模块，特别是涉及一种具有弧状或环状棱镜结构的光学膜片的背光模块及使用此背光模块的液晶显示器。
背景技术
背光模块是液晶显示器等平面显示装置产品的关键零组件之一，用来提供显示器稳定且均匀的光源。一般而言，背光模块包含有光源、导光板、扩散板(diffusion sheet)以及数种光学膜片或棱镜片(prism sheet)，其中光源所发出的光线经由导光板以将光线散射(scatter)至显示面板，之后再经过扩散板用来将光线均匀分散，最后再经由光学膜片或棱镜片来增加光线的集中度并提高背光模块的亮度。然而，光线在经过扩散板时，光的能量会有损失，所以往往会造成背光模块亮度上的下降。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种具有棱镜结构的光学膜片的背光模块及使用此背光模块的液晶显示器，使得该背光模块不需使用扩散板也可以达到光均匀化的目的。
依据本发明的实施例，其揭露一种背光模块。该背光模块包含一点光源以及一光学膜片。该光学膜片的一表面上包含有至少一个棱镜结构，且该棱镜结构上多个棱镜设置位置分别设置多个三角棱镜，每一三角棱镜为环状或弧状且均以一参考点为圆心，每一三角棱镜的一底角由该三角棱镜的棱镜设置位置相对应于一曲线的曲线斜率所决定，且该底角为该三角棱镜与该光学膜片所接触的两底角中距离该棱镜结构的剖面的一中心线较远的底角；此外，该点光源设于该光学膜片的一侧。
依据本发明的实施例，其另揭露一种液晶显示器，该液晶显示器包含有一点光源、一光学膜片以及一显示面板。该光学膜片的一表面上包含有至少一个棱镜结构，且该棱镜结构上多个棱镜设置位置分别设置多个三角棱镜，每一三角棱镜为环状或弧状且均以一参考点为圆心，每一三角棱镜的一底角由该三角棱镜的棱镜设置位置相对应于一曲线的曲线斜率所决定，且该底角为该三角棱镜与该光学膜片所接触的两底角中距离该棱镜结构的剖面的一中心线较远的底角；其中该点光源所发散的光线直接照射至该光学膜片上；此外，该点光源设于该光学膜片的一侧，其中该点光源所发散的光线直接照射至该光学膜片上。
因此，应用本发明的背光模块可以在不使用扩散板的情形下，利用本发明的光学膜片达到光均匀化以及增加光线集中度的目标。
附图说明
图1为本发明第一实施例的背光模块的侧视图；
图2为本发明光学膜片的棱镜结构及其相关制作方法的示意图；
图3为本发明光学膜片的棱镜结构的示意图；
图4为本发明第二实施例的背光模块的侧视图；
图5为本发明第二实施例的背光模块中制作光学膜片的示意图。
主要元件符号说明
  100、400   背光模块
  110、410   点光源
  120、420   光学膜片
  122、422   棱镜结构
  210   曲线
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明第一实施例的背光模块100的侧视图。如图1所示，背光模块100包含有一点光源110以及一光学膜片120，其中光学膜片120包含有制作于光学膜片120的一表面且对应于点光源110的一棱镜结构122，此外，棱镜结构122由多个具有不同底角的三角棱镜所组成，且该多个三角棱镜对称于棱镜结构122的一参考点P1，再者，点光源110设于光学膜片120的一侧，且位于参考点P1的一延伸线上L1上，且延伸线L1垂直于光学膜片120。
请参考图2，图2为本发明光学膜片120的棱镜结构122及其相关制作方法的示意图。如图2所示，首先，依据点光源110的型式以及光学膜片120与点光源110的距离来决定一曲线210，其中点光源100的型式是指点光源的种类以及如图1所示的点光源的发散角度ψ，且光学膜片120与点光源110的距离如图1所示的距离d，此外，曲线210对称于棱镜结构122的参考点的延伸线L1，且该参考线与该曲线的交点为曲线210的一极值；另外，曲线210的x座标轴对应棱镜结构122的剖面上该多个棱镜设置位置的座标。
棱镜结构122的制作方法在决定曲线210之后，对曲线210进行一次微分以得到对应棱镜结构122的剖面上多个三角棱镜设置位置的多个曲线斜率，之后依据该多个三角棱镜设置位置与棱镜结构122的剖面的参考点P1来分别决定多个半径，再依据该多个曲线斜率得到曲线210上对应于该多个三角棱镜设置位置的切线；最后，以参考点P1为圆心，并依据该多个半径来分别于光学膜片120的该表面上设置棱镜结构122的多个三角棱镜，其中每一三角棱镜为环状或弧状，其中每一三角棱镜的一底角等于曲线210上对应于该三角棱镜的棱镜设置位置的切线角，且该切线角限定为曲线210上一相对应切线与x座标轴所夹的锐角。举例来说，如图2所示，三角棱镜TPA、TPB、TPC的设置位置分别对应到曲线210上的A、B、C三点，且三角棱镜TPA的底角θ1等于曲线210上的A点的切线角θ1、三角棱镜TPB的底角θ2等于曲线210上的B点的切线角θ2、以及三角棱镜TPC的底角θ3等于曲线210上的C点的切线角θ3。
在图2所示的曲线210为一连续的曲线，然而依据不同的点光源110的型式以及光学膜片120与点光源110的距离，曲线210也可由数个曲线所组合而成。
简单而言，光学膜片120上的多个三角棱镜为同心圆的结构，且同心圆的圆心为参考点P1。图3为本发明光学膜片120的棱镜结构122的示意图，如图3所示，剖面线LA相对应至图2的棱镜结构122。需注意的是，剖面线LA只是一范例，任何经过参考点P1的剖面线均相对应至图2的棱镜结构122。
需注意的是，上述实施例中，点光源110位于参考点P1的延伸线上L1上，且参考点P1位于光学膜片120上，然而，若是点光源与光学膜片的相对位置如图4所示，则光学膜片上的棱镜结构则为圆弧状。
请参考图4，图4为本发明第二实施例的背光模块400的侧视图。如图4所示，背光模块400包含有一点光源410以及一光学膜片420，其中光学膜片420包含有制作于光学膜片420的一表面且对应于点光源410的一棱镜结构422，此外，棱镜结构422由多个具有不同底角的三角棱镜所组成，此外，点光源410设于光学膜片420的一侧，且位于一参考点P2的一延伸线L2上，且延伸线L2垂直于光学膜片420的延伸面，而点光源410与光学膜片420的水平距离为d1。
光学膜片420上棱镜结构422的制作方法与棱镜结构122的制作方法类似，所不同的地方在于作为同心圆圆心的参考点P2是位于光学膜片420的延伸面上，且棱镜结构422上每一三角棱镜为圆弧状。简单来说，与光学膜片120相比较，光学膜片420的制作方式可以如图5所示。因此，光学膜片420的制作方法与图2所示的实施例类似，熟悉此项技术者应依据本发明的上述教导而轻易地应用至本实施例中，因此在此不再赘述。
此外，在现有棱镜片中，棱镜片的一表面为棱镜结构，而另一表面则为高穿透度的透明平面，然而，在本发明中，光学膜片120以及420的另一表面可以为穿透度的透明平面或是具有扩散效果的一雾面结构，在光学膜片120以及420的另一表面使用雾面结构可以使得入射光经过光学膜片120以及420后同时具有光线集中以及光均匀化的效果。
此外，光学膜片120以及420的材质可为一光极化光学材料，可以将光线预偏极化，再经由搭配偏光片来达到增加面板亮度的效果。
此外，本发明实施例中只有一个点光源以及一相对应的棱镜结构，然而，只需在光学膜片上针对每个点光源设置相对应的棱镜结构，本发明也可应用于具有多个点光源的光学模块上。
如上所述，应用本发明的背光模块于一液晶显示器可以在不使用扩散片的情况下增加该液晶显示器上显示面板的光均匀度，而降低显示器的制造成本，此外，不使用扩散片也可以减少光线能量的损耗，进而增加光线入射至显示面板的亮度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种背光模块，其包含有：
一光学膜片，在一表面上包含有至少一个棱镜结构，且该棱镜结构上多个棱镜设置位置分别设置多个三角棱镜，每一三角棱镜为环状或弧状且均以一参考点为圆心，每一三角棱镜的一底角由该三角棱镜的棱镜设置位置相对应于一曲线的曲线斜率所决定，且该底角为该三角棱镜与该光学膜片所接触的两底角中距离该棱镜结构的剖面的一中心线较远的底角；以及
一点光源，设于该光学膜片的一侧。
2.如权利要求1所述的背光模块，其中该点光源位于该参考点的一延伸线上，且该延伸线垂直于该光学膜片。
3.如权利要求1所述的背光模块，其中该光学膜片的另一表面为具有扩散效果的一雾面结构。
4.如权利要求1所述的背光模块，其中该曲线的一座标轴对应该棱镜结构的剖面上该多个棱镜设置位置的座标，每一三角棱镜的该底角等于该曲线上对应于该三角棱镜的棱镜设置位置的切线角，且该切线角为该曲线所限定的一相对应切线与该座标轴所夹的锐角。
5.如权利要求2所述的背光模块，其中该曲线对称于该参考点的该延伸线，该延伸线垂直于该光学膜片，以及该参考线与该曲线的交点为该曲线的一极值。
6.如权利要求1所述的背光模块，其中该光学膜片的材质为一光极化光学材料。
7.一种液晶显示器，其包含有：
一光学膜片，其中每一光学膜片的一表面上包含有至少一个棱镜结构，且该棱镜结构上多个棱镜设置位置分别设置多个三角棱镜，每一三角棱镜为环状或弧状且均以一参考点为圆心，每一三角棱镜的一底角由该三角棱镜的棱镜设置位置相对应于一曲线的曲线斜率所决定，且该底角为该三角棱镜与该光学膜片所接触的两底角中距离该棱镜结构的剖面的一中心线较远的底角；
一点光源，设于该光学膜片的一侧；以及
一显示面板；
其中该点光源所发散的光线直接照射至该光学膜片上。
8.如权利要求7所述的液晶显示器，其中该点光源位于该参考点的一延伸线上，且该延伸线垂直于该光学膜片。
9.如权利要求7所述的液晶显示器，其中该光学膜片的另一表面为具有扩散效果的一雾面结构。
10.如权利要求7所述的液晶显示器，其中该曲线的一座标轴对应该棱镜结构的剖面上该多个棱镜设置位置的座标，每一三角棱镜的该底角等于该曲线上对应于该三角棱镜的棱镜设置位置的切线角，且该切线角为该曲线所限定的一相对应切线与该座标轴所夹的锐角。
11.如权利要求8所述的液晶显示器，其中该曲线对称于该参考点的该延伸线，该延伸线垂直于该光学膜片，以及该参考线与该曲线的交点为该曲线的一极值。
12.如权利要求7所述的液晶显示器，其中该光学膜片的材质为一光极化光学材料。
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