CN1595252A - 应用于双面液晶显示器的背光组件 - Google Patents

Abstract

一种应用于双面液晶显示器的直下式背光组件，包括至少一光源产生器、一第一增亮膜，该第一增亮膜位于光源产生器与一第一液晶显示面板之间，以及一第二增亮膜，该第二增亮膜位于光源产生器与一第二液晶显示面板之间。

Description

应用于双面液晶显示器的背光组件

技术领域

本发明关于一种应用于双面液晶显示器的背光组件，尤指一种可提高光利用率的直下式背光组件。

背景技术

随着液晶显示面板技术日益精进，液晶显示面板已普遍应用于数字相机、数字个人助理(PDA)、行动电话以及平面薄型化电视等产品上。而除了基本的显示功能外，为因应各种不同需求液晶显示面板的应用也日渐广泛，例如双面液晶显示器被成功地运用于移动电话上而创造了无限商机。由于液晶显示面板是属于被动发光装置，因此需要利用外加光源，如外界光源或背光组件，以发挥显示效果。以目前常见的双面液晶显示器来说，大致区分为二种不同结构，第一种结构包括二液晶显示面板，以及二背光组件以分别提供二液晶显示面板背光源，而第二种结构则包括二液晶显示面板，以及一背光组件同时提供二液晶显示面板背光源，而未来双面液晶显示器也有朝向大尺寸发展的潜力。

值得注意的是随着市场上对轻薄短小的液晶显示器的偏好，单背光组件的双面液晶显示器由于具有较薄的结构与较低耗电量，成为各厂商开发的重点。然而由于单背光组件的双面液晶显示器中各液晶显示面板可获得的光源仅为双背光组件的双面液晶显示器中各液晶显示面板的一半，且为提供双面发光效果背光组件内无法设置反射板，大幅地降低了光的利用率，因此成为单背光组件的双面显示器，特别是大尺寸双面显示器发展上一大限制。

参考图1，图1为公知一应用于双面液晶显示器的背光组件10的示意图。如图1所示，公知背光组件10设置于二平行的液晶显示面板12与14之间，用以提供液晶显示面板12与14所需的光源。背光组件10包括至少一光源产生器16，以及二扩散板18与20分别设置于光源产生器16与二液晶显示面板12与14之间，用以散射光源产生器16发射出的光线，以提供液晶显示面板12与14均匀的光源。此外，液晶显示面板12的二表面分别包括二偏振片12A与12B，且偏振片12A仅容许P偏振光通过并吸收S偏振光，而偏振片12B的偏振轴方向与偏振片12A方向垂直，因此仅容许S偏振光通过并吸收P偏振光。同理，液晶显示面板14的二表面也分别包括二偏振片14A与14B，且偏振片14A仅容许P偏振光通过并吸收S偏振光，而偏振片14B的偏振轴方向与偏振片14A方向垂直，因此仅容许S偏振光通过并吸收P偏振光。

如图1所示，光源产生器16一般由冷阴极荧光灯管所组成，且发射出的光线包括S偏振轴方向的S偏振光16S与P偏振轴方向的P偏振光16P，如上所述，由于偏振片12A与14A仅容许P偏振光通过，因此光源产生器16发射出的P偏振光16P会分别穿过偏振片12A与14A，并经由液晶显示面板中液晶分子的旋转而转换成可通过偏振片12B与14B的S偏振光，达到液晶显示面板12与14的显示效果。

然而光源产生器16发射出的P偏振光16P仅占总光量的一半，一般单面发光的背光组件由于底部设置有一反射板，S偏振光照射至反射板后会因散射效果使S偏振光转换成包括S偏振光与P偏振光的混合光，并反射至上方的液晶显示面板藉此可增加光利用率，而背光组件10由于需提供双面发光效果故无法设置不透光的反射板，光源产生器16发射出的S偏振光16S在经过偏振片12A与14A的际即被吸收，造成了背光组件10具有光利用率偏低的缺点。因此，如何加强应用于双面液晶显示器的背光组件的光利用率，实为双面液晶显示器的发展上待克服的难题。

发明内容

因此本发明的主要目的在于提供一种应用于双面液晶显示器的背光组件，以解决公知技术无法克服的问题。

根据本发明的较佳实施例，揭露一种应用于双面液晶显示器的直下式背光组件，包括至少一光源产生器、一第一增亮膜，该第一增亮膜位于光源产生器与一第一液晶显示面板之间，以及一第二增亮膜，该第二增亮膜位于光源产生器与一第二液晶显示面板之间。

由于增亮膜具有容许一第一偏振光通过而反射一第二偏振光的特性，有别于偏光片容许第一偏振光通过而吸收第二偏振光的原理，因此可有效提高背光组件的光利用率，克服双面液晶显示器亮度不足的缺点。

为了能更近一步了解本发明的特征及技术内容，参阅以下有关本发明的详细说明与附图。然而附图仅供参考与辅助说明用，开非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为公知一应用于双面液晶显示器的背光组件的示意图。

图2为本发明背光组件的一较佳实施例的示意图。

图3为本发明直下式背光组件的另一较佳实施例的示意图。

图4为本发明直下式背光组件的又一较佳实施例的示意图。

附图符号说明

10    背光组件             12     液晶显示面板

12A   偏振片               12B    偏振片

14    液晶显示面板         14A    偏振片

14B   偏振片               16     光源产生器

16P   P偏振光              16S    S偏振光

18    扩散板               20     扩散板

30    直下式背光组件       32     液晶显示面板

32A   偏振片               32B    偏振片

34    液晶显示面板         34A    偏振片

34B   偏振片               36     光源产生器

36P   P偏振光              36S    S偏振光

36L   左旋光               36R    右旋光

38    扩散板               40     扩散板

42    增亮膜               44     增亮膜

46    相位延迟膜           48     相位延迟膜

具体实施方式

参考图2，图2为本发明背光组件30的一较佳实施例的示意图。如图2所示，直下式背光组件30设置于二平行的液晶显示面板32与34之间，用以提供液晶显示面板32与34所需的光源。直下式背光组件30包括至少一光源产生器36，以及二扩散板38与40，该二扩散板38与40分别设置于光源产生器36与二液晶显示面板32与34之间，用以散射光源产生器36发射出的光线，以提供液晶显示面板32与34均匀的光源。其中，光源产生器36一般视产品需求不同而可由冷阴极荧光灯管、外部电极荧光灯管、发光二极管或等离子发光面板等发光组件组成，用以提供双面液晶显示器适当的光源。此外，直下式背光组件30与液晶显示面板32和34之间也可视需要设置至少一棱镜(图未示)，用以加强光源的均匀性。

根据液晶显示器的显示原理，液晶显示面板32的二表面分别包括二偏振片32A与32B，且偏振片32A仅容许P偏振光通过并吸收S偏振光，而偏振片32B的偏振轴方向与偏振片32A方向垂直，因此仅容许S偏振光通过并吸收P偏振光。在液晶显示面板32的液晶分子未被驱动旋转的情况下，光源产生器36发射出的光线经过偏振片32A与32B的过滤后无法通过液晶显示面板32，而在液晶分子被驱动旋转的情况下，透射偏振片32A的P偏振光会被液晶分子转换为S偏振光而得以通过偏振片32B。同理，液晶显示面板34的二表面也分别包括二偏振片34A与34B，且偏振片34A仅容许P偏振光通过并吸收S偏振光，而偏振片34B的偏振轴方向与偏振片34A方向垂直，因此仅容许S偏振光通过并吸收P偏振光。

如上所述，由于偏振片仅容许P偏振光透射并将S偏振光吸收，导致背光组件的光利用率不佳，因此本实施例的直下式背光组件30还包括一增亮膜42，设置于扩散板38与液晶显示面板32之间，以加强光利用率。其中增亮膜42具有容许一偏振光透射并反射另一偏振光的特性，且本实施例中选用可容许P偏振光透射并反射S偏振光的增亮膜。如图2所示，光源产生器36所发射出的光线包括S偏振光36S与P偏振光36P，其中对液晶显示面板34而言，P偏振光36P会依序透射扩散板40与偏振片34A成为有效的光源，而S偏振光36S在透射扩散板40后即被偏振片34A吸收，形成无效的光源。另一方面对于液晶显示面板32而言，P偏振光36P会依序透射扩散板38、增亮膜42与偏振片32A成为有效的光源，而S偏振光36S则会透射扩散板38并经由增亮膜42反射。值得注意的是被增亮膜42反射的S偏振光36S后会再度形成包括S偏振轴方向与P偏振轴方向的混合光，因此P偏振轴方向的反射光又可被液晶显示面板34利用，因此增加了光利用率。

由上述可知本发明直下式背光组件30是利用增亮膜42容许P偏振光透射而反射S偏振光的特性，达到增加光利用率的效果，目前达到此一需求的增亮膜42包括偏光片增亮膜(polarization conversion film，PCF)与多层增亮膜(dual brightness enhancement film，DBEF)等，均可运用于本发明直下式背光组件30。

参考图3，图3为本发明直下式背光组件30的另一较佳实施例的示意图，其中为方便说明起见图3与图2中相同组件使用相同的标号。如图3所示，直下式背光组件30是设置于二平行的液晶显示面板32与34之间，用以提供液晶显示面板32与34所需的光源。直下式背光组件30包括至少一光源产生器36，以及二扩散板38与40分别设置于光源产生器36与二液晶显示面板32与34之间，用以散射光源产生器36发射出的光线，以提供液晶显示面板32与34均匀的光源。另外，液晶显示面板32的二表面分别包括二偏振片32A与32B，且偏振片32A仅容许P偏振光通过并吸收S偏振光，而偏振片32B仅容许S偏振光通过并吸收P偏振光。同理，液晶显示面板34的二表面也分别包括二偏振片34A与34B，且偏振片34A仅容许P偏振光通过并吸收S偏振光，而偏振片34B仅容许S偏振光通过并吸收P偏振光。

与上述较佳实施例不同的处在于，本实施例的直下式背光组件30包括二增亮膜42与44，分别设置于扩散板38与液晶显示面板32之间以及扩散板40与液晶显示面板34之间。如图3所示，光源产生器36所发射出的光线包括S偏振光36S与P偏振光36P，对于液晶显示面板32而言，P偏振光36P会依序透射扩散板38、增亮膜42与偏振片32A成为有效的光源，而S偏振光36S则会透射扩散板38并经由增亮膜42反射，且被增亮膜42反射的S偏振光36S会再度形成包括S偏振轴方向与P偏振轴方向的混合光，因此P偏振轴方向的反射光又可被液晶显示面板34利用。另一方面对液晶显示面板34而言，P偏振光36P会依序透射扩散板40、增亮膜44与偏振片34A成为有效的光源，而S偏振光36S会透射扩散板40并被增亮膜44反射，且被增亮膜44反射的S偏振光36S会再度形成包括S偏振轴方向与P偏振轴方向的混合光，而P偏振轴方向的反射光又可被液晶显示面板32利用。如此一来，经过无数次的反射作用，可使绝大部分的光源均转换为有效的P偏振光，因此大幅地提高了光利用率。

在上述较佳实施例中，增亮膜42与44的偏振光透射轴方向是平行的，也即增亮膜42与44均容许P偏振光透射并反射S偏振光。然而上述配置仅为一实施例为非本发明直下式背光组件30的限制，举例来说，增亮膜42与44的偏振光透射轴方向也可设计为垂直方向，也即增亮膜42容许P偏振光透射并反射S偏振光，而增亮膜44则容许S偏振光透射而反射P偏振光，但值得注意的是在此配置条件下液晶显示面板34的二偏振片34A与34B也需作相对应的变更，也即偏振片34A容许S偏振光通过并吸收P偏振光，而偏振片34B则容许P偏振光通过并吸收S偏振光，如此才能使液晶显示面板32与34均发挥正常的显示功能。

参考图4，图4为本发明直下式背光组件30的又一较佳实施例的示意图，其中为方便说明起见图4与图3中相同组件使用相同的标号。如图4所示，直下式背光组件30设置于二平行的液晶显示面板32与34之间，用以提供液晶显示面板32与34所需的光源。直下式背光组件30包括至少一光源产生器36，以及二扩散板38与40分别设置于光源产生器36与二液晶显示面板32与34之间，用以散射光源产生器36发射出的光线，以提供液晶显示面板32与34均匀的光源。另外，液晶显示面板32的二表面分别包括二偏振片32A与32B，且偏振片32A仅容许P偏振光通过并吸收S偏振光，而偏振片32B仅容许S偏振光通过并吸收P偏振光。同理，液晶显示面板34的二表面也分别包括二偏振片34A与34B，且偏振片34A仅容许P偏振光通过并吸收S偏振光，而偏振片34B仅容许S偏振光通过并吸收P偏振光。

本实施例的直下式背光组件30也包括二增亮膜42与44，分别设置于扩散板38与液晶显示面板32之间以及扩散板40与液晶显示面板34之间，然而与上述实施例不同的处在于本实施例所使用的增亮膜42与44是为胆固醇型液晶增亮膜(cholesterol liquid crystal，CLC)，同时配合二相位延迟膜46与48以达到提高光利用率的效果。其中胆固醇型液晶增亮膜有别于偏光片增亮膜与多层增亮膜的处在于胆固醇型液晶增亮膜容许一第一旋光通过并反射一第二旋光，而与本实施例中选用容许左旋光通过而反射右旋光的胆固醇型液晶增亮膜。

如图4所示，光源产生器36产生的光线可区分为左旋光36L与右旋光36R，对于液晶显示面板32而言，左旋光36L会透射扩散板38与增亮膜42，同时于通过相位延迟膜46后被转换成P偏振光，而成为液晶显示面板32可利用的有效光源，而右旋光36R则会被增亮膜42反射，并在反射过程中转换为包括左旋光36L与右旋光36R的混合光。另一方面对于液晶显示面板34而言，左旋光36L会透射扩散板40与增亮膜44，同时于通过相位延迟膜48后被转换成P偏振光，而成为液晶显示面板34可利用的有效光源，而右旋光36R则会被增亮膜44反射，并在反射过程中转换为包括左旋光36L与右旋光36R的混合光。如此一来，经过无数次的反射作用，绝大部分的光源均被转换为有效的左旋光36L，并透过相位延迟膜46与48的作用而提供液晶显示面板32与34有效的P偏振光，因此大幅地提高了光利用率。

由上述可知增亮膜与偏振片的不同处在于增亮膜容许一第一偏振光透射并反射一第二偏振光，而偏振片则容许第一偏振光透射但吸收第二偏振光，因此可增加光源的利用率。除此的外，就滤光功能而言增亮膜即可发挥与偏振片相同的功效(容许单一偏振光透过)，因此上述各实施例中可视实际情况不设置液晶显示面板靠近光源产生器的偏振片，而直接由增亮膜取代偏振片滤光的功能。

与公知技术相比，本发明的背光组件利用增亮膜设计成功地解决了双面液晶显示器亮度不足，并有效降低了双面液晶显示器的耗电量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书范围所做的等同变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种应用于双面液晶显示器的背光组件，该双面液晶显示器包括二平行设置的一第一液晶显示面板与一第二显示面板，且该背光组件设置于该第一液晶显示面板与该第二液晶显示面板之间，该背光组件包括：

至少一光源产生器，该光源产生器用以产生一光源；以及

一第一增亮膜，该第一增亮膜位于该光源产生器与该第一液晶显示面板之间。

2.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于：该背光组件还包括一第二增亮膜，该第二增亮膜位于该光源产生器与该第二液晶显示面板之间。

3.如权利要求2所述的背光组件，其特征在于：该第一增亮膜与该第二增亮膜均仅容许该光源的一第一偏振光透射并反射该光源的一第二偏振光。

4.如权利要求3所述的背光组件，其特征在于：该第一增亮膜与该第二增亮膜均分别为一偏光片增亮膜。

5.如权利要求3所述的背光组件，其特征在于：该第一增亮膜与该第二增亮膜均分别为一多层增亮膜。

6.如权利要求3所述的背光组件，其特征在于：该第一增亮膜与该第二增亮膜的偏振光透射轴方向是相互垂直的。

7.如权利要求3所述的背光组件，其特征在于：该第一增亮膜与该第二增亮膜的偏振光透射轴方向是相互平行的。

8.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于：该背光组件还包括一第一扩散板，该第一扩散板位于该第一增亮膜与该第一液晶显示面板之间。

9.如权利要求2所述的背光组件，其特征在于：该背光组件还包括一第二扩散板，该第二扩散板位于该第二增亮膜与该第二液晶显示面板之间。

10.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于：该第一液晶显示面板与该第二液晶显示面板的二表面均分别包括一偏振片。

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