CN106483713A - 背光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种背光模块，其特征在于，包括：一背光单元；以及一棱镜片，设置于所述背光单元上，其中所述棱镜片包括第一棱镜结构及第二棱镜结构，所述第一棱镜结构是位于显示区域，所述第二棱镜结构是位于周围区域，所述第一棱镜结构及所述第二棱镜结构的顶角角度不同，所述第二棱镜结构具有直角剖面形状，所述第二棱镜结构的仰角是朝所述显示区域来排列。本发明的背光模块可改善无边框液晶显示器边缘的侧漏光问题。

Description

背光模块
技术领域
本发明涉及一种背光模块，特别是涉及一种可应用于无边框液晶显示器的背光模块。
背景技术
近年来，随着科技的进步，许多不同的显示设备，例如液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)或电激发光(Electro Luminenscence，EL)显示设备已广泛地应用于平面显示器。以液晶显示器为例，液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，其是由液晶显示面板及背光模块(backlight module)所组成。液晶显示面板是由两片透明基板以及被封于基板之间的液晶所构成。
由于LCD自身不能发光，因而需要背光模块。背光模块可包括诸如发光二极管、荧光灯等等的光源、导光板、棱镜片、扩散片、保护片等等。棱镜片具有为三角形剖面的规则图样并聚光以提高亮度。通常，背光模块包括一个棱镜片或堆栈在彼此之上的多个棱镜片，每个棱镜片具有位于其上部的规定图样和位于其下部的不规则图样。
LCD为了突显出显示画面的一体感，开始朝向无边框设计，而当边框取消之后，边缘的侧漏光问题就必须被克服，否则会出现外围漏光的现象，目前解决方式是在无边框产品的开放单元(Open Cell)边缘端面上涂上一圈黑胶(Side Seal)，将光线吸收阻绝光线透出，但此一方式需要增加材料与制程工序，非常不方便。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种背光模块结构的设计方法，用以解决无边框液晶显示器边缘的侧漏光问题。
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
一种背光模块，包括：
一背光单元；以及
一棱镜片，设置于所述背光单元上，其中所述棱镜片包括第一棱镜结构及第二棱镜结构，所述第一棱镜结构是位于显示区域，所述第二棱镜结构是位于周围区域，所述第一棱镜结构及所述第二棱镜结构的顶角角度不同，所述第二棱镜结构具有直角剖面形状，所述第二棱镜结构的仰角是朝所述显示区域来排列。
在一些实施例中，所述第二棱镜结构的顶角角度小于所述第一棱镜结构的顶角角度。
在一些实施例中，所述第二棱镜结构的顶角角度是所述第一棱镜结构的顶角角度的二分之一。
在一些实施例中，所述第二棱镜结构的顶角角度在30度至60度之间。
在一些实施例中，所述第一棱镜结构的顶角角度在40度至150度之间。
在一些实施例中，所述显示区域上的第一棱镜结构截面是呈等腰三角形。
在一些实施例中，背光模块还包括至少一光学膜片，其设置于所述背光单元及所述棱镜片之间。
在一些实施例中，所述棱镜片是一体成型于所述背光单元的导光板上，所述第一棱镜结构及所述第二棱镜结构是一体成型于所述导光板的出光面上。
本发明的目的之一是提供一种背光模块，包括：
一背光单元，包括光源及导光板；以及
一棱镜片，设置于所述背光单元上，其中所述棱镜片包括第一棱镜结构及第二棱镜结构，所述第一棱镜结构是位于显示区域，所述第二棱镜结构是位于周围区域，所述第一棱镜结构及所述第二棱镜结构的顶角角度不同，所述第二棱镜结构具有直角剖面形状，所述第二棱镜结构的仰角是朝所述显示区域来排列；以及
至少一光学膜片，其设置于所述背光单元及所述棱镜片之间；
其中，所述第二棱镜结构的顶角角度小于所述第一棱镜结构的顶角角度，所述第二棱镜结构的顶角角度在30度至60度之间，所述第一棱镜结构的顶角角度在60度至150度之间，所述显示区域上的第一棱镜结构截面是呈等腰三角形。
其中，所述棱镜片是一体成型于所述导光板上，所述第一棱镜结构及所述第二棱镜结构是一体成型于所述导光板的出光面上。
在本发明的一些实施例中，若干连续排列的三角形棱条，并设置在所述棱镜片的出光面。
本发明的有益效果是用以解决无边框液晶显示器边缘的侧漏光问题，但同时所述无边框液晶显示器无需再加涂一圈黑胶去吸收漏光，制程更简便，并利用复合角度棱镜片，在周围形成全反射，使折射出玻璃端面的光线降低，避免无边框产品边缘漏光。
附图说明
图1是范例性传统液晶显示器背光模块的结构示意图。
图1a是范例性显示面板外框设计示意图。
图1b是本发明一实施例的显示面板无边框设计示意图。
图2a是范例性具有边框设计示意图。
图2b是本发明一实施例的无边框侧密封设计示意图。
图3a是本发明一实施例的棱镜片的透视图。
图3b是本发明一实施例的具有复合角度棱镜片的无边框液晶显示器示意图。
图4是本发明一实施例的导光板的部分剖面示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
附图和说明被认为在本质上是示出性的，而不是限制性的。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。另外，为了理解和便于描述，附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是任意示出的，但是本发明不限于此。
在附图中，为了清晰起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。在附图中，为了理解和便于描述，夸大了一些层和区域的厚度。将理解的是，当例如层、膜、区域或基底的组件被称作“在”另一组件“上”时，所述组件可以直接在所述另一组件上，或者也可以存在中间组件。
另外，在说明书中，除非明确地描述为相反的，否则词语“包括”将被理解为意指包括所述组件，但是不排除任何其它组件。此外，在说明书中，“在......上”意指位于目标组件上方或者下方，而不意指必须位于基于重力方向的顶部上。
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一种液晶显示设备其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)为施加一电场于两片玻璃基板之间的液晶，以显示数字或影像。其中液晶由介于液体与固体之间的物质所组成。由于液晶显示器无法自行发光，因此需要一背光模块来提供光线。画面则通过控制液晶显示面板的光线传送来形成。其中液晶均匀地设置于液晶显示面板中。
液晶显示器的背光模块(如图1所示)包括一光源101、一导光板102、一反射片103、一扩散片104、一棱镜片105及一保护片106。首先，光源101用以射出光线至液晶显示器中。目前已有多种不同的光源可应用于液晶显示器中。导光板102设置于液晶显示面板100之下，并邻近于光源101一侧。导光板102用以将光源101所产生的点状光线转换为面状光线，并将此面状光线投射于液晶显示面板100。
反射片103则设置于导光板102之下。反射片103用以将光源101所射出光线反射至反射片103之前的液晶显示面板100。扩散片104设置于导光板102之上，用以均匀化穿越导光板102的光线。当光线穿越扩散片104时，光线被扩散于水平与垂直方向。此时光线亮度将快速降低。就这一点而言，棱镜片105用以折射并集中光线，以藉此提高亮度。一般两个棱镜片105以相互垂直的方式排列。
保护片106设置于棱镜片105之上。在使用两个相互垂直排列的棱镜片105的情况下，保护片106可以避免棱镜片105的刮伤，并避免水波纹现象(Moire Effect)的发生。传统液晶显示器的背光模块包括上述组件。本发明则加入新的技术特征，其为棱镜片105。
当棱镜片105正常装设时，多个单元棱柱将以规律的方向排列于一透明材料膜上。棱镜片105用以折射穿越导光板102并被扩散板104扩散的光线。一般而言，若光线传递与折射的宽度较小，则在传递与折射的区域内的光线将呈现的较亮。相反地，若光线传递与折射的宽度较大，则在传递与折射的区域内的光线将呈现的较暗。
本发明的液晶显示设备可包括背光模块及液晶显示面板。液晶显示面板可包括薄膜晶体管基板、彩色滤光片基板与形成于两基板之间的液晶层。而棱镜片可应用于液晶显示中，以提高显示屏的正面亮度。
在一实施例中，本发明的液晶显示面板可为曲面型显示面板，且本发明的液晶显示设备亦可为曲面型显示装置。
图1a为范例性显示面板外框设计示意图及图1b为本发明一实施例的显示面板无边框设计示意图。请参照图1a及图1b，在薄膜晶体管液晶显示器为了突显出显示画面的一体感，开始朝向无边框设计，而当边框110取消之后，边缘的侧漏光问题就必须被克服，否则会出现外围漏光的现象，目前解决方式为在无边框产品的开放单元边缘端面上涂上一层黑胶120，将光线吸收阻绝光线透出，但此一方式需要增加材料与制程工序，非常不方便。
图2a为范例性具有边框设计示意图及图2b为本发明一实施例的无边框侧密封设计示意图。请参照图2a及图2b，在无边框需要解决侧边110漏光问题，在开放单元边缘端面上涂上一层黑胶120，将光线吸收阻绝光线透出，但此一方式需要增加材料与制程工序，非常不方便。
本发明利用棱镜片集光特性，让光束集中，并且利用玻璃与空气折射率关系，使光线保持在全反射条件，使光不向外透出。由于玻璃折射率大于空气，所以玻璃端入射角大于空气端折射角，当入射光在特定角度时，能形成全反射条件，但由于入射角太小尚未达到全反射临界角度，所以漏光一直发生。因此本发明利用棱镜片的原理，在靠外侧区域边缘的棱镜角度改变，使周边光源光路更垂直，即便出现歪斜，其角度也是非常小，越小的角度越有利达成全反射临界，设计的特点则是复合式的棱镜角度，且集中在四周的棱镜角度小于显示区域。
图3a为本发明一实施例的棱镜片的透视图及图3b为本发明一实施例的具有复合角度棱镜片的无边框液晶显示器示意图。请参照图3a及图3b，在本发明的一实施例中，一种无边框液晶显示器可包括：一主动开关阵列基板320，一彩色滤光片基板310、棱镜片330及一背光单元340；此棱镜片330上分布的多个棱镜分别具有至少一种棱镜角度(331、332、333)。且此棱镜片330上棱镜334角度分布呈现周围区域350小于显示区域360。所述液晶显示面板可以为薄膜晶体管液晶显示面板、曲面型面板，也可以为其他背光型液晶显示面板。
请参照图3a及图3b，在本发明的实施例中，背光模块可包括：棱镜片330及背光单元340。棱镜片330是设置于所述背光单元340上，其中所述棱镜片包括第一棱镜结构360及第二棱镜结构350，所述第一棱镜结构360是位于显示区域，所述第二棱镜结构350是位于周围区域，所述第一棱镜结构360及所述第二棱镜结构350的顶角角度不同，所述第二棱镜结构具有直角剖面形状，所述第二棱镜结构的仰角是朝所述显示区域来排列。
具体地，在一些实施例中，显示区域上的第一棱镜结构360可对位于液晶显示面板的显示区，且显示区域上的第一棱镜结构360截面可呈等腰三角形；周围区域上的第二棱镜结构350可对位于液晶显示面板的非显示区，且第二棱镜结构350截面可呈直角三角形，其中第二棱镜结构350的直角三角形的仰角是朝向显示区域上的第一棱镜结构360。
在本发明一实施例中，利用棱镜片330集光的原理，在棱镜片330上四周配置不同的棱镜334角度区域(331、332、333)，使其有效形成内收的光型，并利于形成玻璃与空气界面的全反射条件，使光不透出玻璃而不会发生漏光，利用这种设计后，无边框液晶显示器则无需再液晶显示面板四周加涂一圈黑胶去吸收漏光，制程更简便。
请参照图3a及图3b，在本发明的一实施例中，所述棱镜片330周围区域上的第二棱镜结构的顶角角度(331，333)为30度至65度之间，所述棱镜片显示区域上第二棱镜结构360的顶角角度332为40度至150度之间，又例如为60度至150度之间。
在一些实施例中，所述第二棱镜结构的顶角角度可小于所述第一棱镜结构的顶角角度。
在一些实施例中，所述第二棱镜结构的顶角角度可例如是所述第一棱镜结构的顶角角度的二分之一。
在一些实施例中，所述第二棱镜结构的顶角角度例如是在30度至60度之间。
在一些实施例中，所述第一棱镜结构的顶角角度例如是在40度至150度之间。
在一些实施例中，所述显示区域上的第一棱镜结构截面可以是呈等腰三角形。
在一些实施例中，背光模块还包括至少一光学膜片，其设置于所述背光单元340及所述棱镜片330之间。光学膜片可例如是例如为：扩散片、棱镜片、逆棱镜片(Turning PrismSheet)、增亮膜(Brightness Enhancement Film，BEF)、反射式增亮膜(Dual BrightnessEnhancement Film，DBEF)、非多层膜式反射偏光片(Diffused Reflective PolarizerFilm，DRPF)或上述的任意组合，其设置于导光板上，用以改善由背光单元340出光的光学效果。
请参照图3a及图3b，在本发明的一实施例中，所述棱镜片330的棱镜334可为若干连续排列的三角形棱条或其它型状棱条，并设置在所述棱镜334的出光面。
请参照图3a及图3b，在本发明的一实施例中，所述多个棱镜334之间不具有间隙。
请参照图3a及图3b，在本发明的一实施例中，所述多个棱镜334排列于一平板上，多个棱镜334之间具有固定的间隙。
请参照图3a及图3b，在本发明的一实施例中，所述棱镜334片具有多种棱镜角度的复合角度，在周围形成全反射，使折射出去玻璃端面的光线降低。
请参照图3a及图3b，在本发明的一实施例中，所述棱镜片330上棱镜334角度分布呈现周围区域上的第二棱镜结构350小于显示区域上的第一棱镜结构360。
请参照图3a，在本发明的一实施例中，一组棱镜片，包括一个或多个棱镜334。
在本发明的一实施例中，所述背光单元340可包括一导光板；以及一光源，设置于所述导光板的一侧表面或一背面。光源例如为冷阴极荧光灯管(Cold CathodeFluorescent Lamp，CCFL)、热阴极荧光灯(Hot Cathode Fluorescent Lamp，HCFL)、发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)、平面荧光灯(Flat Fluorescent Lamp，FFL)、电激发光组件(Electro-Luminescence；EL)、发光灯条(Light Bar)、激光光源或上述的任意组合。
然不限于此，在一些实施例中，背光单元340可以是直下式的背光单元，而不需设置导光板。
请参照图3b，在本发明的一实施例中，所述液晶显示面板更包括一主动开关阵列基板320；以及一彩色滤光片基板310。
在本发明的一实施例中，棱镜片330的所述棱镜334可由诸如热塑树脂或包括热塑树脂的合成物组成，热塑树脂在可见光范围内是透明的。热塑树脂的示例可包括聚甲醛树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚酯树脂、乙烯树脂、聚苯醚树脂、聚烯烃树脂、环烯烃树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯、聚芳基砜树脂、聚醚砜树脂、聚苯硫醚树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚乙烯树脂和氟树脂。
请参照图4，图4是本发明一实施例的导光板的部分剖面示意图。在本发明的一实施例中，棱镜片可直接一体成型于背光单元的导光板401上。在此实施例中，周围区域上的第二棱镜结构450及显示区域上的第一棱镜结构460可直接一体成型于导光板401的出光面上，因而可减少棱镜片的设置成本。
本发明的有益效果是用以解决无边框液晶显示器边缘的侧漏光问题，但同时所述无边框液晶显示器无需再加涂一圈黑胶去吸收漏光，制程更简便，并利用复合角度棱镜片，在周围形成全反射，使折射出去玻璃端面的光线降低，避免无边框产品边缘漏光。
“在一些实施例中”及“在各种实施例中”等用语被重复地使用。所述用语通常不是指相同的实施例；但它亦可以是指相同的实施例。“包含”、“具有”及“包括”等用词是同义词，除非其前后文意显示出其它意思。
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 (9)

1.一种背光模块，其特征在于，包括：
一背光单元；以及
一棱镜片，设置于所述背光单元上，其中所述棱镜片包括第一棱镜结构及第二棱镜结构，所述第一棱镜结构是位于显示区域，所述第二棱镜结构是位于周围区域，所述第一棱镜结构及所述第二棱镜结构的顶角角度不同，所述第二棱镜结构具有直角剖面形状，所述第二棱镜结构的仰角是朝所述显示区域来排列。
2.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第二棱镜结构的顶角角度小于所述第一棱镜结构的顶角角度。
3.如权利要求2所述的背光模块，其特征在于，所述第二棱镜结构的顶角角度是所述第一棱镜结构的顶角角度的二分之一。
4.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第二棱镜结构的顶角角度在30度至60度之间。
5.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一棱镜结构的顶角角度在40度至150度之间。
6.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述显示区域上的第一棱镜结构截面是呈等腰三角形。
7.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，还包括至少一光学膜片，其设置于所述背光单元及所述棱镜片之间。
8.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述棱镜片是一体成型于所述背光单元的导光板上，所述第一棱镜结构及所述第二棱镜结构是一体成型于所述导光板的出光面上。
9.一种背光模块，其特征在于，包括：
一背光单元，包括光源及导光板；以及
一棱镜片，设置于所述背光单元上，其中所述棱镜片包括第一棱镜结构及第二棱镜结构，所述第一棱镜结构是位于显示区域，所述第二棱镜结构是位于周围区域，所述第一棱镜结构及所述第二棱镜结构的顶角角度不同，所述第二棱镜结构具有直角剖面形状，所述第二棱镜结构的仰角是朝所述显示区域来排列；以及
至少一光学膜片，其设置于所述背光单元及所述棱镜片之间；
其中，所述第二棱镜结构的顶角角度小于所述第一棱镜结构的顶角角度，所述第二棱镜结构的顶角角度在30度至60度之间，所述第一棱镜结构的顶角角度在60度至150度之间，所述显示区域上的第一棱镜结构截面是呈等腰三角形；
其中，所述棱镜片是一体成型于所述导光板上，所述第一棱镜结构及所述第二棱镜结构是一体成型于所述导光板的出光面上。
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