CN201145795Y - 背光模块与液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示装置，其包括液晶显示面板以及背光模块。背光模块配置于液晶显示面板之下。背光模块包括面光源、反射式偏光增光片、第一棱镜片以及λ/4相位延迟膜。面光源配置于液晶显示面板下方，而反射式偏光增光片配置于面光源以及液晶显示面板之间。第一棱镜片配置于反射式偏光增光片以及面光源之间。此外，λ/4相位延迟膜配置于反射式偏光增光片以及第一棱镜片之间。背光模块具有较高的光线利用率且液晶显示装置具有较佳的显示亮度。

Description

背光模块与液晶显示装置

技术领域

本实用新型是有关于一种背光模块以及液晶显示装置，且特别是有关于一种高亮度的背光模块以及液晶显示装置。

背景技术

近年来，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)有逐渐取代阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器而成为市场主流的趋势。液晶显示器的液晶显示面板本身不具有发光的功能，故必须藉由一背光模块来提供液晶显示面板所需的面光源，进而达到显示画面的功能。因此，背光模块所提供的面光源的质量与液晶显示器的显示质量息息相关。

一般而言，背光模块可区分为直下式背光模块与侧边入光式背光模块。图1为习知的侧边入光式背光模块的示意图。请参照图1，侧边入光式背光模块100包括反射板110、发光单元120、导光板130以及光学膜片组140。其中，导光板130具有入光面114与出光面116，而发光单元120配置于导光板130的入光面114旁。此外，光学膜片140是配置于导光板130的出光面116上。发光单元120所发出的光线会直接入射导光板130或是先经由反射板110的反射后再入射导光板130，之后，再从导光板130的出光面116射出。此导光板130的作用是将发光单元120所发出的光线由线光源转变成面光源。另外，发光单元120可以是由冷阴极荧光灯管或是由多个发光二极管所组成。

发光单元120的光线经由导光板130作用后会发散地射出出光面116，且出射光线并不具有偏振性而使部分出射光线无法直接为液晶显示面板使用。因此，背光模块100多需要藉由光学膜片组140以提高其出光特性。详言之，光学膜片组140包括扩散板142、棱镜片144与棱镜片146以及反射式偏光增光片148。扩散板142可使光线均匀分布，而棱镜片144与146可使光线出射方向集中。另外，反射式偏光增光片148可使光线以特定偏振方向射出背光模块100，并将无法出射的光线反射至背光模块100中。前述无法出射的光线被反射板110反射后经过导光板130扩散板142、棱镜片144、146等光学膜，其中部分会再转换为前述特定偏振方向的光线。反射式偏光增光片148即以此种反复将光线回收再利用的方式增加出光亮度。然而，被回收利用的光线来回经过光学膜片的次数愈多，损失的光线也更多，前述习知光线的利用并未达到最佳的方式。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种背光模块，以使背光模块的发光单元所发出的光线能被有效的利用。

本实用新型的另一目的是提供一种液晶显示装置，以提高液晶显示装置的显示亮度。

为达上述目的，本实用新型提出一种背光模块，适于提供一液晶显示面板所需的光源，该背光模块包括：面光源、反射式偏光增光片、第一棱镜片以及λ/4相位延迟膜。面光源配置于该液晶显示面板下方；反射式偏光增光片配置于该面光源以及该液晶显示面板之间；第一棱镜片配置于该反射式偏光增光片以及该面光源之间；λ/4相位延迟膜配置于该反射式偏光增光片以及该第一棱镜片之间。

本实用新型另提出一种液晶显示装置，其包括液晶显示面板以及背光模块。背光模块配置于液晶显示面板之下，且背光模块包括面光源、反射式偏光增光片、光学膜以及λ/4相位延迟膜。面光源配置于液晶显示面板下方；而反射式偏光增光片配置于面光源以及液晶显示面板之间；光学膜配置于反射式偏光增光片以及面光源之间；此外，λ/4相位延迟膜配置于反射式偏光增光片以及光学膜之间。

在本实用新型的一实施例中，上述的光学膜包括一扩散片。

在本实用新型的一实施例中，上述的λ/4相位延迟膜包括一基材以及配置于基材上的一棱镜结构，且基材提供λ/4相位延迟。此外，背光模块更包括一棱镜片，其中棱镜片例如与λ/4相位延迟膜平行配置，且位于光学膜以及反射式偏光增光片之间。进一步来说，棱镜片例如可提供λ/2相位延迟。

在本实用新型的一实施例中，上述的背光模块更包括第一棱镜片以及第二棱镜片，第一棱镜片以及第二棱镜片配置于光学膜以及反射式偏光增光片之间且第一棱镜片的棱镜延伸方向与第二棱镜片的棱镜延伸方向相互垂直。

在本实用新型的一实施例中，上述的光学膜包括逆棱镜片。同时，逆棱镜片包括沿一轴线延伸的棱镜结构，其中轴线包括直线或是弧线。

在本实用新型的一实施例中，上述的面光源包括至少一发光单元。实际上，发光单元包括至少一冷阴极荧光灯管，或是多个发光二极管。此外，面光源更包括一反射板以及一导光板，且发光单元配置于导光板的一侧，而反射板配置于导光板下。另一方面，面光源也可更包括一灯箱，且发光单元配置于灯箱内。

在本实用新型的一实施例中，上述的光学膜包括一扩散片以及一逆棱镜片。

本实用新型因将λ/4相位延迟膜配置于反射式偏光增光片以及光学膜之间，使得被反射式偏光增光片反射回背光模块的光线转变成圆偏振光，经反射与λ/4相位延迟膜再次作用后并转变成可通过反射式偏光增光片的偏振光。也就是说，藉由增加λ/4相位延迟膜，被反射式偏光增光片反射回背光模块的光线可经由一次转换即大部分被回收利用，降低光线来回经过光学膜片的次数，因而提高发光单元的光线利用率以及背光模块的亮度。进一步而言，本实用新型的液晶显示装置可具有较高的显示亮度。

为让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为习知的侧边入光式背光模块的示意图。

图2为本实用新型的第一实施例的液晶显示装置的示意图。

图3为本实用新型的第二实施例的液晶显示装置的示意图。

图4为本实用新型的第三实施例的液晶显示装置的示意图。

主要组件符号说明

100、210、310、410：背光模块

110、234：反射板

114：入光面

116：出光面

120、232：发光单元

130、236：导光板

140：光学膜片组

142：扩散板

144、146、270A、270B、370：棱镜片

148、240：反射式偏光增光片

200、300、400：液晶显式装置

220：液晶显示面板

222：下偏振片

224：上偏振片

230：面光源

250：光学膜

260、360：λ/4相位延迟膜

280：光线

282：第一线性偏振光

284：第二线性偏振光

286：第一圆偏振光

288：第二圆偏振光

362：基材

364、452：棱镜结构

450：逆棱镜片

具体实施方式

由于，液晶显示装置进行显示时，仅可使特定偏振方向的线性偏振光进入液晶显示面板，因此造成部分的光线无法为液晶显示面板所利用。

本实用新型遂在此提出一种背光模块的设计，借着将λ/4相位延迟膜配置于反射式偏光增光片以及光学膜之间以提高背光模块光线利用率。

【第一实施例】

图2为本实用新型的第一实施例的液晶显示装置的示意图。请参照图2，在液晶显示装置200中，背光模块210提供液晶显示面板220所需的光源。背光模块210包括面光源230、反射式偏光增光片240、光学膜250以及λ/4相位延迟膜260。在本实施例中，光学膜250例如是一扩散板，以使出光光线均匀分布。面光源230配置于液晶显示面板220下方，而反射式偏光增光片240配置于面光源230以及液晶显示面板220之间。光学膜250配置于反射式偏光增光片240以及面光源230之间，此外，λ/4相位延迟膜260配置于反射式偏光增光片240以及光学膜250之间。

背光模块210包括第一棱镜片270A以及第二棱镜片270B。具体而言，第一棱镜片270A以及第二棱镜片270B配置于光学膜250以及反射式偏光增光片240之间，且第一棱镜片270A的棱镜延伸方向与第二棱镜片270B的棱镜延伸方向大约相互垂直。本实施例中，λ/4相位延迟膜260是位于第一棱镜片270A以及第二棱镜片270B上方。实际上，λ/4相位延迟膜260、第一棱镜片270A以及第二棱镜片270B不限定必须是依序叠置排列。换言之，λ/4相位延迟膜260可以配置于第一棱镜片270A以及第二棱镜片270B之间，或是第一棱镜片270A以及第二棱镜片270B之下。另外，第一棱镜片270A以及第二棱镜片270B也可相互交换配置。实际上，λ/4相位延迟膜260较佳是紧邻于接近反射式偏光增光片240之下而配置，以使被反射的光线更有效率的转换并利用。

详细来说，面光源230包括至少一发光单元232。实际上，发光单元232包括至少一冷阴极荧光灯管，或是多个呈线性排列的发光二极管。此外，本实施例的面光源230例如为侧面入光式背光源(side type backlightunit)，其更包括一反射板234以及一导光板236，且发光单元232配置于导光板236的一侧，而反射板234配置于导光板236下。另一实施例中，面光源230也可以是直下式背光源(direct type backlight unit)，而可更包括一灯箱，且多个冷阴极荧光灯管或是多个发光二极管则配置于灯箱内。

发光单元232所发出的光线280为不具偏振性的光线280。光线280会直接入射导光板236或是先经由反射板234的反射后再入射导光板236并经过光学膜250、第一棱镜片270A、第二棱镜片270B、λ/4相位延迟膜260以及反射式偏光增光片240。光线280经反射式偏光增光片240作用后会分成不同偏振方向的第一线性偏振光282以及第二线性偏振光284，其中第一线性偏振光282可穿过反射式偏光增光片240而第二线性偏振光284会被反射回背光模块210内。

如图2所示，在本实施例中，被反射的第二线性偏振光284经过λ/4相位延迟膜260会转变成第一圆偏振光286，其例如具有右旋的偏振特性。第一圆偏振光286若再被反射板234反射后，会转变成第二圆偏振光288，其中第二圆偏振光288例如具有左旋的偏振特性。此时，第二圆偏振光288经过λ/4相位延迟膜260后，会转变成具有第一偏振方向的第一线性偏振光282，而可穿过反射式偏光增光片240。整体而言，发光单元232所发出的光线可以更有效率地被利用，因此，液晶显示装置200的显示亮度也有效地被提升。换句话说，λ/4相位延迟膜260配置于反射式偏光增光片240下方，就有助于使被反射式偏光增光片240反射回来的光线转变成可被利用的光线。发光单元232所发出的光线是多段波长混合的光线，而λ/4相位延迟膜360不容易对每段波长都产生λ/4相位延迟。因此，背光模块200中可以更配置λ/2相位延迟片(未绘示)于面光源230以及反射式偏光增光片240之间，产生所谓的宽域(wide band)效果，使可穿透光线的波长范围变宽，让更多不同波段的光线通过，以更提升背光模块200的出光效果。

一般来说，液晶显示面板220的外部都会配置下偏振片222与上偏振片224以进行显示，其中下偏振片222与上偏振片224可分别使偏振方向相互垂直的线性偏振光通过。在液晶显示装置200中，下偏振片222应选用可使第一线性偏振光282通过的设计。换言之，下偏振片222与反射式偏光增光片240必需使具有相同偏振特性的光线通过。再具体而言，光线通过反射式偏光增光片240作用后所具有的偏振特性必须与光线通过下偏振片222后具有的偏振特性相同。

上述的第一实施例也可以有另外的衍生结构(未绘示)，例如可省略第一棱镜片270A，而反射式偏光增光片240面对下偏振片222的上表面上则具有棱镜结构(例如3M的复合式增光片BEF-RP)。在此，反射式偏光增光片240的棱镜结构与第二棱镜片270B的棱镜结构实质上相互垂直，其它部分与第一实施例相同，不再赘述。

【第二实施例】

在此，本实用新型并不局限液晶显示装置中，背光模块的结构与设计仅如第一实施例所述。图3为本实用新型的第二实施例的液晶显示装置的示意图。请参照图3，液晶显示装置300与液晶显示装置200大致相同。其不同之处在于：在本实施例中，λ/4相位延迟膜360包括一基材362以及配置于基材362上的一棱镜结构364，其中基材362具有可提供λ/4相位延迟的光学性质。

详言之，基材362例如是由聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethyleneterephthalate，PET)等聚合物材质所制成的。由于，利用聚合物形成基材362时，可以藉由制程的调整以使基材362具有特殊的光学性质，故在本实施例中基材362可提供λ/4相位延迟。同时，于基材362上配置棱镜结构364可使λ/4相位延迟膜360兼具有棱镜以及相位延迟的功能。

此外，背光模块310中仅需搭配一棱镜片370，其中棱镜片370例如与λ/4相位延迟膜360平行配置，且位于光学膜250以及反射式偏光增光片240之间。在本实施例中，棱镜片370是位于λ/4相位延迟膜360与反射式偏光增光片340之间。详细来说，棱镜片370与λ/4相位延迟膜360的棱镜结构的棱镜延伸方向实质上是相互垂直的，以集中偏折出光光线的角度并改善背光模块310的出光效果。由于，发光单元232所发出的光线是多段波长混合的光线，而λ/4相位延迟膜360不容易对每段波长都产生λ/4相位延迟。因此，棱镜片370例如可提供λ/2相位延迟以更提升背光模块310的光学利用率。在其它实施例中，λ/4相位延迟膜360可以配置于邻近反射式偏光增光片240之下，也就是棱镜片370是位于λ/4相位延迟膜360与光学膜250之间，以使被反射式偏光增光片240反射回来的光线大部分地被转换成圆偏光，以进一步提高光线利用率。

λ/4相位延迟膜360配置于反射式偏光增光片240下方即可使被反射式偏光增光片240反射的光线再度转换成可被利用的光线，因而有助于提高背光模块310的亮度并提升液晶显示装置300的显示亮度。同时，结合棱镜结构364的λ/4相位延迟膜360可使背光模块310中的光学膜片数量减少以达到薄型化的功效。

上述的第二实施例也可以有另外的衍生结构(未绘示)，例如可省略第一棱镜片370。此外，反射式偏光增光片240面对下偏振片222的上表面上例如具有棱镜结构，此棱镜结构与第二棱镜片360的棱镜结构实质上相互垂直，其它部分与第二实施例相同，不再赘述。

【第三实施例】

图4为本实用新型的第三实施例的液晶显示装置的示意图。请参照图4，液晶显示装置400与液晶显示装置200相似，其差异在于：背光模块410中，光学膜为一逆棱镜片450。详言之，逆棱镜片450包括沿一轴线延伸的棱镜结构452，其中轴线包括直线或是弧线(例如以发光单元为圆心的同心圆弧线)。

λ/4相位延迟膜360可使被反射式偏光增光片240反射的光线再度转换成可被利用的光线，而有助于提高背光模块410的亮度。在本实施例中，逆棱镜片450可将光线偏折于正视角方向上，因而更有助于提高背光模块410在正视角方向上的辉度。根据实际量测得知，背光模块410因为结合逆棱镜片450的设计而可使背光模块的出光亮度提高16％。进一步来说，背光模块410中可不需搭配多重棱镜片的设计，而有助于简化被光模块410的构件而减小体积。

综上所述，本实用新型的背光模块以及液晶显示装置中，藉由λ/4相位延迟膜的配置，被反射式偏光增光片反射回背光模块的光线转变为圆偏振光。因此，反射式偏光增光片反射回来的光线可以再度被利用。换言之，本实用新型的背光模块以及液晶显示装置具有较高的光线利用率，且本实用新型的液晶显示装置具有较高的显示亮度。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视申请专利范围所界定者为准。

Claims (22)

1、一种背光模块，适于提供一液晶显示面板所需的光源，其特征在于，该背光模块包括：

一面光源，配置于该液晶显示面板下方；

一反射式偏光增光片，配置于该面光源以及该液晶显示面板之间；

一第一棱镜片，配置于该反射式偏光增光片以及该面光源之间；以及

一λ/4相位延迟膜，配置于该反射式偏光增光片以及该第一棱镜片之间。

2、如权利要求1所述的背光模块，其特征在于：该第一棱镜片具有沿一轴线延伸的棱镜结构，且棱镜结构面向该面光源。

3、如权利要求2所述的背光模块，其特征在于：该轴线包括直线或是弧线。

4、如权利要求1所述的背光模块，其特征在于：更包括一扩散片，该扩散片配置于该第一棱镜片以及该面光源之间。

5、如权利要求4所述的背光模块，其特征在于：该λ/4相位延迟膜包括一基材以及配置于该基材上的一棱镜结构，且该基材提供λ/4相位延迟。

6、如权利要求5所述的背光模块，其特征在于：该第一棱镜片提供λ/2相位延迟。

7、如权利要求1所述的背光模块，其特征在于：更包括一第二棱镜片，该第二棱镜片配置于该第一棱镜片以及该反射式偏光增光片之间且该第一棱镜片的棱镜延伸方向与该第二棱镜片的棱镜延伸方向相互垂直。

8、如权利要求1所述的背光模块，其特征在于：该面光源包括至少一发光单元。

9、如权利要求8所述的背光模块，其特征在于：该发光单元包括至少一冷阴极荧光灯管。

10、如权利要求8所述的背光模块，其特征在于：该发光单元包括多个发光二极管。

11、如权利要求8所述的背光模块，其特征在于：该面光源更包括一反射板以及一导光板，且该些发光单元配置于该导光板的一侧，而该反射板配置于该导光板下。

12、一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

一液晶显示面板；以及

一背光模块，配置于该液晶显示面板之下，且该背光模块包括：

一面光源，配置于该液晶显示面板下方；

一反射式偏光增光片，配置于该面光源以及该液晶显示面板之间；

一光学膜，配置于该反射式偏光增光片以及该面光源之间；以及

一λ/4相位延迟膜，配置于该反射式偏光增光片以及该光学膜之间。

13、如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于：该光学膜包括一扩散片。

14、如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于：该λ/4相位延迟膜包括一基材以及配置于该基材上的一棱镜结构，且该基材提供λ/4相位延迟。

15、如权利要求14所述的液晶显示装置，其特征在于：更包括一第一棱镜片，与该λ/4相位延迟膜平行配置，位于该光学膜以及该反射式偏光增光片之间。

16、如权利要求15所述的液晶显示装置，其特征在于：该第一棱镜片提供λ/2相位延迟。

17、如权利要求15所述的液晶显示装置，其特征在于：更包括一第二棱镜片，该第一棱镜片以及该第二棱镜片配置于该光学膜以及该反射式偏光增光片之间且该第一棱镜片的棱镜延伸方向与该第二棱镜片的棱镜延伸方向相互垂直。

18、如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于：该光学膜包括一逆棱镜片。

19、如权利要求18所述的液晶显示装置，其特征在于：该逆棱镜片包括沿一轴线延伸的棱镜结构。

20、如权利要求19所述的液晶显示装置，其特征在于：该轴线包括直线或是弧线。

21、如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于：该面光源包括至少一冷阴极荧光灯管、一反射板以及一导光板，且该冷阴极荧光灯管配置于该导光板的一侧，而该反射板配置于该导光板下。

22、如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于：该面光源包括多个发光二极管、一反射板以及一导光板，且该些发光二极管配置于该导光板的一侧，而该反射板配置于该导光板下。

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