CN107121838B - 背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明有关于一种背光模组，其包含背光源；反射式偏光板，位于该背光源的一侧，以及散射式偏光板，位于该反射式偏光板与该背光源之间，该反射式偏光板具有相互垂直的第一穿透轴及反射轴，该散射式偏光板具有相互垂直的第二穿透轴及散射轴，其中，该反射式偏光板的第一穿透轴与该散射式偏光板的散射轴相互平行。本发明的背光模组中，由于背光源出射的非偏振的光线与散射式偏光板的第二穿透轴相同方向的光线分量皆为直接穿透散射式偏光板，故所回收的光线强度几乎无发生减损，可更佳地分别反射回背光源再次反射利用。

Description

背光模组
技术领域
本发明是有关于一种背光模组，且特别是一种用于液晶显示器中且具有增加光源利用率效用的背光模组。
背景技术
习知液晶显示器所搭配的偏光板，普遍采用吸收型偏光板，背光源所发出的非偏振光线穿过偏光板时，在偏光板的吸收轴方向上的分量会被吸收而无法通过，因此，偏光板对背光源的透光度理论上仅能达50％以下，光线再经过液晶面板的电极层、彩色滤光片、液晶层及玻璃基板等结构后，使用者实际可见显示器的亮度，则仅剩下背光源所发出的10％以下，故背光源利用率相当低而造成能源的浪费。
现行存在许多增加背光源效率的方法已被提出，其中一种方法为增加反射式偏光板于背光模组中，以将无法穿过液晶面板的下偏光板的光线反射回背光模组而回收利用后，再穿过下偏光板以达到增亮的目的。
但背光模组中除了反射式偏光板外，一般还包含导光板、聚光棱镜片和扩散片等不同功能的光学膜片，使光源可均匀照射至液晶面板。如图1所示，在此以液晶显示器中具有反射式偏光板2及扩散片3的习知背光模组1为例，当背光源4所出射的非偏振的光线L进入扩散片3后，仅改变了行进角度，变为扩散的光线L1，光线L1仍为非偏振光，光线L1进入反射式偏光板2后，在其穿透轴5方向相同的分量光线可直接通过反射式偏光板2，形成具偏振性的光线L2，而在反射轴6方向相同的分量光线L3则被反射回背光源4方向，并再次经过扩散片3破坏其偏振性，形成光线L4以回收利用，使最终形成与反射式偏光板2的穿透轴5方向相同的光线分量而通过该反射式偏光板2。但从反射式偏光板2回收的光线反复经过习知背光模组1中的光学膜片时，尤其是在此所举例的扩散片3，因为扩散片3一般皆包含散射粒子(未示于图中)，且透光度较低，故光线反复通过扩散片3时，其偏振性及强度皆会被一再破坏、减弱，令实际所能回收利用而再次穿过反射式偏光板2及后续液晶显示器的下偏光板(未示于图中)的偏振光效果不如预期。
发明内容
有鉴于上述习知技艺的问题，本发明的目的在于提供一种具备新颖地、及具备工业适用性的背光模组，以期克服现有液晶显示器的背光源光线利用率低的难点。
为达到上述目的，本发明提供一种背光模组，在一实施例中，其包含背光源；反射式偏光板，位于该背光源的一侧，其具有相互垂直的第一穿透轴及反射轴；以及散射式偏光板，位于该反射式偏光板与该背光源之间，其具有相互垂直的第二穿透轴及散射轴；其中，该反射式偏光板的第一穿透轴与该散射式偏光板的散射轴相互平行。
在本发明另一实施例的背光模组中，该背光源中进一步包含导光层及反射层。
在本发明另一实施例的背光模组中，该反射式偏光板选自多层膜式增亮膜、胆固醇液晶增亮膜、次波长金属光栅和微结构偏振分离膜所组合的群组其中之一或其组合。
在本发明另一实施例的背光模组中，该散射式偏光板包含各向异性材料与各向同性材料构成之基材。
在本发明另一实施例的背光模组中，该散射式偏光板以各向异性材料分散于各向同性材料的基材中。
在本发明另一实施例的背光模组中，该各向同性材料的折射率为1.4至1.7。
在本发明另一实施例的背光模组中，该各向异性材料的异常光折射率(extraordinary light refractive index,ne)与寻常光折射率(ordinary lightrefractive index,no)之折射率差值为0.2至0.25。
在本发明另一实施例的背光模组中，该各向同性材料选自由聚乙烯醇、聚烯烃类高分子、聚酯类高分子、聚酰胺类高分子和聚偏氟乙烯所构成的群组其中之一或其组合。
在本发明另一实施例的背光模组中，该各向异性材料选自由双折射晶体、层列型液晶、胆固醇液晶、棒状液晶、碟型液晶、柱型液晶、高分子液晶、扭转向列型液晶、超扭转向列型液晶以及双折射树脂所构成的群组其中之一或其组合。
在本发明另一实施例的背光模组中，该各向异性材料的异常光折射率与该基材的折射率不同，且该各向异性材料的寻常光折射率与该基材的折射率相同，该背光源出射的光线经过该散射式偏光板的延伸方向的光线分量散射而具有该散射轴，且通过该散射式偏光板的垂直延伸方向的光线分量而具有该第二穿透轴。
与现有技术相比，本发明的背光模组的背光源出射的非偏振的光线分别与散射式偏光板的第二穿透轴相同方向的光线分量不发生散射，可直接穿透散射式偏光板后，被反射式偏光板反射形成与反射轴的方向相同的偏振方向的光线，反射的光线并再次直接穿透散射式偏光板形成回收的光线，由于与散射式偏光板的第二穿透轴相同方向的光线分量皆为直接穿透散射式偏光板，故所回收的光线强度几乎无发生减损，可更佳地分别反射回背光源再次反射利用。此外，与散射式偏光板的散射轴相同方向的光线即使发生散射仍具有一定偏振性，使得散射式偏光板不但可替代具有匀光效果的习知扩散片，因为散射式偏光板的散射轴与反射式偏光板的第一穿透轴相互平行，故光线更可以较佳效率通过反射式偏光板及后续液晶显示器的下偏光板，提高背光模组的光线利用率。
附图说明
图1为习知背光模组的剖面示意图；
图2A为本发明一实施例的背光模组的剖面示意图；
图2B为本发明另一实施例的背光模组的剖面示意图；以及
图3为本发明一实施例的背光模组的散射偏光板的示意图。
具体实施方式
为使本发明的发明特征、内容与优点及其所能达成的功效更易了解，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的图式的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围，合先叙明。
以下将参照相关图式，说明依本发明的背光模组的实施例，为使便于理解，下述实施例中的相同元件以相同的符号标示来说明。
请配合参看图2A所示，其为本发明所提供一较佳实施例的背光模组11的剖面示意图。在本实施例中，背光模组11包含背光源41、反射式偏光板21以及散射式偏光板31；反射式偏光板21位于背光源41的一侧，反射式偏光板21具有相互垂直的第一穿透轴51及反射轴61；散射式偏光板31位于反射式偏光板21与背光源41之间，其具有相互垂直的第二穿透轴81及散射轴71；其中，反射式偏光板21的第一穿透轴51与散射式偏光板31的散射轴71相互平行。
在本发明另一实施例的背光模组11’中，如图2B的剖面示意图所示，背光源41’中进一步包含导光层41a及反射层41b，以反射集中光线并可获得较均匀的视角，其中，导光层41a设置于反射层41b及散射式偏光板31之间。
如图2A、图2B所示，当背光模组11的背光源41或背光模组11’的背光源41’所出射的非偏振的光线L’分别进入散射式偏光板31后，与散射式偏光板31的散射轴71相同方向的光线分量变为扩散的光线L1’，由于散射式偏光板31的散射轴71与反射式偏光板21的第一穿透轴51的方向平行，故光线L1’的方向与反射式偏光板21的第一穿透轴51的方向相同，使得光线L1’直接穿过反射式偏光板21，而获得均匀散射且在第一穿透轴51方向上偏振性佳的光线L2’，实际上，散射式偏光板31的第二穿透轴81与反射式偏光板21的反射轴61平行。而背光源41、背光源41’所出射的非偏振的光线L’中分别与散射式偏光板31的第二穿透轴81及反射式偏光板21的反射轴61相同方向的光线分量则不发生散射，即背光源41、背光源41’所出射的非偏振的光线L’中与散射式偏光板31的第二穿透轴81相同方向的光线分量可直接穿透散射式偏光板31后，被反射式偏光板21反射形成与反射轴61的方向相同的偏振方向的光线L3’，光线L3’并再次直接穿透散射式偏光板31形成光线L4’，且因与散射式偏光板31的第二穿透轴81相同方向的光线分量皆为直接穿透，故所回收的光线强度几乎无发生减损，可更佳地分别反射回背光源41、背光源41’再次反射利用，尤其是背光源41’还可藉由反射层41b而获得更高的光线回收效率。而与散射式偏光板31的散射轴71相同方向的光线即使发生散射仍具有一定偏振性，使得散射式偏光板31不但可替代具有匀光效果的习知扩散片，因为散射式偏光板31的散射轴71与反射式偏光板21的第一穿透轴51相互平行，故光线更可以较佳效率通过反射式偏光板21及后续液晶显示器的下偏光板(未示于图中)。
在本发明另一实施例的背光模组中，反射式偏光板选自多层膜式增亮膜、胆固醇液晶增亮膜、次波长金属光栅和微结构偏振分离膜所组合的群组其中之一或其组合。
请配合参看图3所示，在本发明另一实施例的背光模组中，散射式偏光板31的形成方式，例如可将各向异性材料31a分散于各向同性材料构成的基材31b中，并形成微胞而相分离，再经过延伸取向，使各向异性材料31a在各向同性材料构成的基材31b中沿延伸方向排列后，各向异性材料31a于各向同性材料构成的基材31b面内延伸方向具有异常光折射率，各向异性材料31a于各向同性材料构成的基材31b面内垂直延伸方向则具有寻常光折射率。当各向异性材料31a的异常光折射率与各向同性材料构成的基材31b的折射率不一致，且各向异性材料31a的寻常光折射率与各向同性材料构成的基材31b的折射率一致时，即可使通过散射式偏光板31延伸方向的光线分量散射而具有散射轴71，且通过垂直延伸方向的光线分量穿透而具有第二穿透轴81。
在本发明另一实施例的背光模组中，各向同性材料的折射率为1.4至1.7。
在本发明另一实施例的背光模组中，各向异性材料的异常光折射率与寻常光折射率的折射率差值为0.2至0.25，使偏振方向与散射式偏光板的散射轴相同方向的光线可较佳地改变行进方向而散射。
在本发明另一实施例的背光模组中，各向同性材料为选自由聚乙烯醇、聚烯烃类高分子、聚酯类高分子、聚酰胺类高分子和聚偏氟乙烯所构成的群组其中之一或其组合。
在本发明另一实施例的背光模组中，各向异性材料为自由双折射晶体、层列型液晶、胆固醇液晶、棒状液晶、碟型液晶、柱型液晶、高分子液晶、扭转向列型液晶、超扭转向列型液晶以及双折射树脂所构成的群组其中之一或其组合。
以上所述的实施例仅系为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺之人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以此限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种背光模组，其特征在于，该背光模组包含：
背光源；
反射式偏光板，其位于该背光源的一侧，该反射式偏光板具有相互垂直的第一穿透轴及反射轴；以及
散射式偏光板，其位于该反射式偏光板与该背光源之间，该散射式偏光板具有相互垂直的第二穿透轴及散射轴；
其中，该反射式偏光板的该第一穿透轴与该散射式偏光板的该散射轴相互平行。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该背光源中还包含导光层及反射层。
3.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该反射式偏光板选自多层膜式增亮膜、胆固醇液晶增亮膜、次波长金属光栅和微结构偏振分离膜所组合的群组其中之一或其组合。
4.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该散射式偏光板包含各向异性材料与各向同性材料构成的基材。
5.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，该各向异性材料分散于该各向同性材料构成的基材中。
6.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，该各向同性材料的折射率为1.4至1.7。
7.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，该各向异性材料的异常光折射率与寻常光折射率的折射率差值为0.2至0.25。
8.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，该各向同性材料选自由聚乙烯醇、聚烯烃类高分子、聚酯类高分子、聚酰胺类高分子和聚偏氟乙烯所构成的群组其中之一或其组合。
9.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，该各向异性材料选自由双折射晶体、层列型液晶、胆固醇液晶、棒状液晶、碟型液晶、柱型液晶、高分子液晶、扭转向列型液晶、超扭转向列型液晶以及双折射树脂所构成的群组其中之一或其组合。
10.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，该各向异性材料的异常光折射率与该基材的折射率不同，且该各向异性材料的寻常光折射率与该基材的折射率相同，该背光源出射的光线经过该散射式偏光板的延伸方向的光线分量散射而具有该散射轴，且通过该散射式偏光板的垂直延伸方向的光线分量而具有该第二穿透轴。
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