TW594119B - Backlight module for thin film transistor liquid crystal display - Google Patents

Description

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發明領域： 本發明有關一種背光模組結構，特別是關於_種可增 進薄膜電晶體液晶顯示器（TFT-LCD)之亮度的背光模組結曰 才冓。 " 發明背景： 隨著薄膜電晶體製作技術快速的進步，液晶顯示器由 於具備了輕薄、省電、無幅射線等優點，而大量的應用°於 個人數位助理器（PDA)、筆記型電腦、數位相機、攝錄影、 機、行動電話等各式電子產品中。再加上業界積極的投/入 研發以及採用大型化的生產設備，使液晶顯示器的品質不 斷提昇，且價格持續下降，更使得液晶顯示器的應用領域& 迅速擴大。值得說明的是，由於液晶顯示器為非發光性的 ： 顯示裝置，需要藉助背光模組才能產生顯示的功能。是以 背部光源性能的好壞，往往會直接影響液晶顯示器的顯像 品質，而可說是液晶顯示器中最重要的組件。 請參照第一圖，以目前液晶顯示器所使用的背光模組f 為例，該背光模組包括了導光板（1 i g h t g u i d e ) 1 0、光學薄 膜組1 2、反射板1 4、燈管1 6與反射罩1 8。導光板1 0是射出 k 成型的壓克力板’並且在導光板10的下表面用網版印刷定 義出圓形、六角形或正方形的顆粒圖案，以作為使光線產 、

第4頁 594119 五、發明說明（2) 生散射的擴散點1 1。應用在顯示器中的導光板呈方形，但 應用在筆記型電腦中的導光板可呈楔形，以節省空^。位 於導光板1 0 —側端的燈管1 6則可由冷陰極管構成，而以端 面照光（edge 1 ight)的方式將光線傳進導光板丨〇中。進入 導光板1 0的光線以全反射方式往導光板1 〇的另一端傳導。 當部分光線射出導光板時’位於導光板下表面的擴散點i i 會將光線反射回去，且反射光會往各個角度擴散，而由導 光板1 0上表面射出。

在燈管1 6的外側，裝設了一反射罩丨8，該反射罩丨8呈 C形，且具有一開口 1 9。反射罩1 8可以將光線反射集中由 開口 19照射出去，以防止燈管16的光線向非開口的方向逸 射’並提昇光線由進入導光板1 〇的比率。同樣的，在導光 板1 0的下側設有一反射板1 4，可將穿過導光板丨〇下表面的 光線反射導回導光板1 〇中，以增加光線的使用效率。至 於，在導光板1 0的上側，則製作了具有數層的光學薄膜組 1 2。如第一圖所示，在習知的背光模組中，根據其功能的 不同，此光學薄膜組12可分為上擴散片（upper diffuser) 12a 、增光片（brightness enhanced film; BEF)12b 、以

及下擴散片（lower diffuser)12c。其中，霧度較重的下 擴散片1 2 c係用以使由導光板1 〇向上導出的光線產生散射 而分佈得更為均勻，並使光線較為柔和。增光片丨2b則可 由牙文鏡片（prizm)或偏光片（p〇iarizer)構成，可產生聚光 的效果。至於霧度較輕的上擴散片丨2a，除了使光線分佈

第5頁 五、發明說明（3) m’亦可用來保護下方的增光片，以防止在組裝過程 下擴散片it :的疋’為了防止產生牛頓環等干涉條紋，在 導光板10間無法緊 ， / 9使下擴散片12c與 13。第一圖所- = ^ -產生大約數十微米的空隙 散片12c與導光不板J T並严有依照比例繪製。由於下擴 氣折射係二===為“，而空隙13中的空 片12c與導光如。間造成多次反射，=谷易在下擴散 一來將間接造成能量損耗，進而影塑北弟—圖所不。如此 此若減少或消除光線於下擴散片12;:光模組的亮度。因 次反射的情形，可進—步減少入、光板1 0間產生多 進整體背光模組的亮度。 $緣的能量損耗，並增 發明目的及概述： 本务明之目的在提供一種可增 器（TFT-LCD)亮度之背光模組。 ’寻膜電晶體液晶顯示 本發明之另一目的在提供一種 光學薄膜間產生多次反射之背光模組万止光線在導光板與 第6頁 594119

之背= :目的在提供一種應用黏膠層取代擴散片 本發明揭露了一種可增 (TFT-LCD)亮度之背光模組c 以及一導光板。導光板具有 端’燈管可提供光線。光線 射，並由導光板上表面射出 薄膜與一黏膠層。光學薄膜 射出之光線分佈均勻且提昇 導光板、光學薄膜相當的折 溥膜間之空隙填滿，以防止 生多次反射。上述光學薄膜 意組合來構成。並且，擴散 1 · 4〜1 · 6的折射係數。 進薄膜電晶體液晶顯示器 此背光模組至少包含一燈管 一導光板上表面與一導光板側 係沿著導光板内部進行多次反 。上述背光模組亦包含一光學 位於導光板上，可使由導光板 其党度。另外，黏膠層具有與 射係數，用來將導光板與光學 光線在導光板與光學薄膜間產 可由增光片、擴散片、或其任 片、導光板與黏膠層皆具有約 發明詳細說明 本發明提供一種可增進薄膜電晶

(TFT-LCD)亮度之背光模組。1 拉#收 導光板與光學薄膜之間的 修層具兄方 弁與望睃門客4Θ 4 可防止光線在導光板 光：4膜間產生厂人反射’而造成能量的損耗 用摻雜微粒的黏膠層，因其具有散射的效 散片使用。有關本發明的詳細描述如 而可吾作

乃4119 、發明說明（5) 第—實施例 凊芩照第二圖，此圖顯示了本發明所提供用以增進薄 膜電晶體液晶顯示器（TFT-LCD)亮度之背光模組。此背光 ^、、且的構成兀件包括了導光板4〇、光學薄膜U、反射板 表面5Γ6與反射罩48。其中，導光板4°具有-導光板上 =45與-導光板側端5()。燈㈣提供光線，導光板⑼為 表面光滑的板塊結構，應用在顯示器争的導光板呈方 :’但應用在筆記型電腦中的導光板可呈楔形，以節 :導導光板4°内部進行多彻，最後均句： 2板上表面45射出。此導光板4〇 一般是由諸如丙烯的 材料所構成，並且可藉著網版印刷 :出的方式，在導光板4〇的下表面定義接 7、”角形或正方形的顆粒圖案41 (dot)。由於這些 仆：圖ί 4 1疋由具有高反射率且不吸光的材料（例如二氧 擴散抓硫酸鋇）所構成’是以可作為使光線產生散射的 昭明二+ 於導光板4G —側端5。，且燈管46係以端面 开;丄if線入射至導光板4〇中，並使光線沿著方 = 往導光板4〇另-側傳導。當光線射 Ϊ产表面的擴散點41時，反射光會朝各個角 2 - t 二反上表面4 5射出。一般而言，此燈管4 6可 由官徑、力數爱米的陰極管(cathode lamp)構成。在燈管46

第8頁 594119 五、發明說明（6) 的外侧，裝設了一反射罩48。反射罩48呈C形，且具有一 開口 4 9 °燈管4 6之光線經由反射罩4 8反射後集中由開口 4 9 射出，進入導光板4 0中，可提昇光線由側端5 〇進入導光板 40的比率。另外，反射板44則可裝設在導光板4〇的下側， 以便將由導光板40下表面射出的光線反射回導光板4〇中， 而增加光線的使用效率。 為了使由導光板4 0上表面射出的光線均勻分佈，在導 光板40的上側置放了具有數層薄膜的光學薄膜42。如第二 圖所示’在較佳實施例中，此光學薄膜4 2可依據功能不 同，區分為上擴散片42a、增光片42b、以及下擴散片 42c。其中，下擴散片42c具有較重的霧度，可使由導光板 4 0射出的光線產生散射而分佈得更為均勻，並使光線亮度 較為緩和。一般而言，增光片4 2 b則可使用諸如稜鏡片 (pr izm)的BEF膜片構成，或是使用諸如偏光片 (polarizer)的DBEF(Dual Brightness Enhanced Film)膜 片構成，以產生所需的聚光效果。至於霧度較輕的上擴散 片4 2 a，則除了使光線分佈均勻外，亦可用來保護下方的 膜片，以防止在組裝過程中產生刮傷。 如同上述，為了防止產生牛頓環等干涉條紋，在下擴 散片4 2 c底部會製作凸出的微粒4 7，以產生粗糙化的下表 面。然而此舉亦導致下擴散片42c與導光板40間產生數十 微米的空隙。一黏膠層4 3形成於導光板4 〇與下擴散片4 2 c

第9頁 594119 五、發明說明（7) 間可將其中的空隙疋全填滿。由於導光板4 〇與下擴散片 4 2 c的折射係數大約在1 · 4〜丨· 6間，是以所選擇的黏膠層4 3 最好也具有約1 · 4〜1 · 6的折射係數，而俾利於由導光板4 〇 射出的光線直接向上穿透黏膠層4 3與下擴散片4 2 ^，並防 止光線在導光板40與下擴散片42c間產生多次反射。 苐二貫施例

除了可使用黏膠層將導光板與下擴散片間的空隙完全 填滿外亦可錯者使用經微粒換雜的黏谬層，使豆呈有散 射光線的功能。請參照第三圖，在本發明第二實施例中所 提供的背光模組，其包括了導光板6 〇、光學薄膜6 2、反射 板64、燈管66與反射罩68。導光板60具有一導光板上表面 65與一導光板側端70，並且在導光板6〇的下表面具有用來 政射光線之政射點6 1。燈官6 6提供之光線可英墓亦杯只β 内…多次反射，之後，物由導光板 出。k苔6 6位於導光板側端7 〇 ’藉著端面照明的方式，將 光線入射至導光板6 0中。在燈管6 6的外側裝設了一反射罩 6 8，反射罩6 8呈C形，且具有一開口 6 9。燈管6 6之光線經 由反射罩6 8反射後集中由開口 6 9射出，進入導光板6 〇中， 可提昇光線射入導光板60的比率。在導光板6〇的下表面並 裝設了反射板64，以便反射由導光板60下表面射出的光 線，進而增加光線的使用效率。 值得注意的是，此實施例中的光學薄膜6 2僅包括了

翻I

594119 五、發明說明（8) 擴散片62a與一增光片62b。在增光片62b與導光板60間形 成了一黏膠層6 3，填滿擴散片6 2 a與導光板6 〇間的空隙， 因此可以防止光線在導光板60與擴散片62a間產生多次反 射。在較佳實施例中，可使用已摻雜微粒的黏膠層6 3，使 其變成半透明的薄膜並產生散射光線的效果。如此，可藉 著此黏膠層6 3來取代上述實施例中的下擴散片，而使導光 板6 0射出的光線產生散射且分佈得更為均勻。此外，調整 黏膠層6 3中微粒的密度與圖案，可控制此黏膠層6 3散射光 線的能力。 第三實施例 請參照第四圖，此圖顯示本發明所提供應用於筆記型 電腦中薄膜電晶體液晶顯示器（TFT_LCD)之背光模組。此 背光模組包括了導光板80、光學薄膜82、反射板84、燈管 8 6與反射罩8 8。其中，導光板8 〇為一表面光滑的楔形板 塊|以筇省空間。此導光板8 〇並具有一導光板上表面8 5與 一導，板側端90。光線可沿著導光板8〇内部進行多次反… 射，最後均勻地由導光板上表面8 5射出。同樣的，在導光 板8 0的下表面具有用來使光線產生散射的擴散點8 j。 、燈官8 6係位於導光板8 0 —側端9 〇，可以端面照明的方 ，，將光線入射至導光板8 〇中，並使光線沿著楔形板塊進 行王反射而往‘光板8 0另一側傳導。當光線射至位於導 光板80下表面的擴散點81時，反射光會朝各個角度擴散而

第11頁 594119 五、發明說明（9) 由導光板上表面8 5射出。同樣的，在燈管8 6的外側， 了一反射罩88。反射罩88呈C形，且具有一開口89^ 86之光線經由反射罩88反射後集中由開口89射出，進足' 光板8 0中，可提昇光線由側端9 〇進入導光板8 〇的比率)導 外’反射板8 4則可裝設在導光板8 〇的下側，以便將由、曾另 板80下表面射出的光線反射回導光板8〇中，而增加 $先 使用效率。 a尤線的

在導光板8 0的上側並置放具有數層薄膜的光學薄 82。如第四圖所示，此光學薄膜42可依據功能區分為、 散片82a、增光片82b、以及下擴散片82c。其中，下擴/ 片82c具有較重的霧度，可使光線亮度較為緩和。至=政 增光片8 2 b則可使用諸如稜鏡片（p z m)的b £ ρ膜片構成， 或是使用諸如偏光片（polarizer)的DBEF(Dual

Brightness Enhanced Film)膜片構成。至於霧度較輕的 上擴散片82a，除了可使光線分佈均勻外，亦可用來防止 下方的膜片在組裝過程中刮傷。 在下擴政片8 2 c底部亦具有凸出的微粒8 7，而導致下 擴散片82c與導光板80間產生數十微米的空隙。一黏膠層 ^ 8 3形成於導光板8 〇與下擴散片8 2 c間，可將其中的空隙完 全填滿。由於導光板80與下擴散片82c的折射係數二約= h 4〜U間，是以所選擇的黏膠層83最好具有約丨· 4〜h6的 折射係數，而俾利於由導光板8〇射出的光線直接向上穿透-

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=與產下生 =:’並防止光線在導光_與下擴 第四實施例 接者，請參照第五圖，此圖則顯示了在楔形導光板上 應ί具ΐ微粒摻雜的黏膠層來產生光線散射的效果。其 ]二’ $光模組包括了導光板⑽、光學薄膜102、反射板 、燈官106與反射罩1〇8。此處的導光板1〇〇亦具有一楔 5 η反塊:“冓’且具有一導光板上表面1 0 5與-導光板側端 亚且在導光板1 0 〇的下表面具有散射點111。燈管1 〇 6 楗供^光線可沿著導光板100内側進行多次反射，並均句 地由導光j反上表面1〇5射出。燈管1〇6位於導光板側端 y! 藉著端面照明的方式，將光線入射至導光板1 0 〇中。 k吕1 06的外側裝設了一反射罩1 08，反射罩1 08呈C形， 有一開口109。燈管1〇6之光線經由反射罩1〇8反射後 =一由開口 1 0 9射出，進入導光板丨〇 Q中，可提昇光線射入 ^光板、1 0 0的比率。在導光板丨〇 〇的下表面並裝設了反射板 ，以便反射由導光板100下表面射出的光線，進而增加 光線的使用效率。 此處的光學薄膜1〇2僅包括了一擴散片1〇2&與一增光 〇2b。、在增光片1〇213與導光板1〇〇間形成了一黏膠層 〇3> ’填滿擴散片1〇2a與導光板1〇〇間的空隙，因此可以防 止光線在導光板100與擴散片102a間產生多次反射。在較

第13頁 594119 五、發明說明（11) 佳實施例中’可使用已摻雜微粒的黏膠層1〇3，使其變成 ίί=專膜广產生散射光線的效果。如此，可藉著此黏 膠^3來取代上述實施例中的下擴散片，而使導光板1〇〇 射出的光線產生散射且分佈得更為均勻。 整黏膠層1 0 3中微粒的密度盥0亲γ ^门樣的错者凋 射光線的能力。^度與圖案，可控制此黏膠層1〇3散 相較於傳統的背井掇細，士 構具有以下的優點 本發明所提供的背光模組結 (1) It者將黏膠層填充於宴 隙’可防止光線在導光板盥来風ί板。光學薄膜間的空 避免能量嫩，專膜間產生多次反射，而 (2) 使用已摻=二=的2。 透明薄膜且產生散射的效果' ;;來=膠層可形成半 擴散片。 了用來取代傳統結構中的下 本發明雖以較佳實例 發明精神與發明實體，僅 二其亚非用以限定本 =本务月之精神與範圍内所疋Μ，在不 之申請專利範圍内。 冬改均應包含在下述

上、、藉由以下詳細之描述結合所附圖示 述内容及此項發明之諸多優點，其中 卓 圖為傳統技術中應用於液晶顯 m圖； 北第二圖為根據本發明第一實施例， 之背光模組截面圖； 第三圖為根據本發明第二實施例 之背光模組截面圖； 北第四圖為根據本發明第三實施例 之背光模組截面圖；及 第五圖為根據本發明第四實施例 之背光模組截面圖。 圖號對照表： ’將可輕易的了解 示器之背光模組截 應用於液晶顯示器 應用於液晶顯示器 應用於液晶顯示器 應用於液晶顯示器 10導光板 12光學膜片 12b增光片 13空隙 16燈管 18反射罩 4〇導光板 4 2光學薄膜 42b增光片 11擴散點 1 2 a上擴散片 12c下擴散片 14反射板 1 7 凸出顆粒 19開口 41擴散點 42a上擴散片 42c下擴散片

第15頁 594119 圖式簡單說明 43 黏膠層 44 反射板 45 導光板上表面 47 凸出顆粒 46 燈管 48 反射罩 49 開口 50 導光板側端 60 導光板 61 擴散點 62 光學薄膜 6 2a 擴散片 62b 增光片 63 黏膠層 64 反射板 65 導光板上表面 66 燈管 68 反射罩 69 開口 70 導光板側端 80 導光板 81 擴散點 82 光學薄膜 82a 上擴散片 82b 增光片 82c 下擴散片 83 黏膠層 84 反射板 85 導光板上表面 87 凸出顆粒 86 燈管 88 反射罩 89 開口 90 導光板側端 100 導光板 101 擴散點 102 光學薄膜 102 a擴散片 102b增光片 103 黏膠層 104 反射板 105 導光板上表面 106 燈管 108 反射罩 109 開口 110 導光板側端

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Claims (1)

1. 594119 六、申請專利範圍 1. 一種可增進薄膜電晶體液晶顯示器（TFT-LCD)亮度 之背光模組，該背光模組至少包含： 一燈管，< 提供一光線， 一導光板，具有一導光板上表面與一導光板側端，該 光線係沿著該導光板内部進行多次反射，並由該導光板上 表面射出，該燈管係位於該導光板側端，且以端面照明的 方式使光線射入該^光板’ 一光學薄膜，位於該導光板上，可使由該導光板射出 之光線均勾分佈；及 一黏膠層，位於該導光板與該光學薄獏之間，係用以 將該導光板與該光學薄膜間之空隙填滿，以減少光線在該 導光板與該光學薄膜間產生多次反射。 、 μ 第 圍 範 利 專 請 中 如 層光 膠止 黏防 該可 中， 其數 。 ，係射 組射反 模折次 光之多 背當生 之相產 項膜間 薄獏 學薄 光學 該光 、該 板與 光板 導光 該導 ?與該 有在 具線 3.如申請專利範圍第i項之 膜至少包含一上擴散片、_择 ”中该夫 9 ^ M Μ & —下擴散片 4 ·如申請專利範圍笛Q ^ &丨， 可選擇棱鏡片、偏光片^之肖二杈組，其中該增 θ A其任意組合來組成。 594119 、申請專利範圍 六、〒謂〜a 嫉至少包含一擴散片 6 ·如申請專利範圍第5項 與該導光板皆具有約1 · 4〜1 · 6的背光模組，其中該擴散片 具有約1. 4〜1 · 6的折射係數，、折射係數’且該黏膠層亦 擴散片間產生多次反射。 可防止光線在該導光板與該 7 ·如申請專利範圍第1垣— ^ 膜至少包含一增光片。 、月光模組，其中該光學薄 I °:專:ιΓ、圍第7項之背光模組，其中該增光片 矸由板鏡片偏光片或其任意組合來組成。 9 ·_如申明專利範圍第7項之背光模組，其中該增光片 與該導光板皆具有約1 · 4〜1 · 6的折射係數，且該黏膠層亦 具有約1 · 4〜1 · 6的折射係數，可防止光線在該導光板與該 增光片間產生多次反射。 10·如申凊專利範圍第1項之背光模組，其中該黏膠 層包含複數個微粒，使該黏膠層具有散射光線的功能。 11.如申請專利範圍第1項之背光模組，其中更包括 一反射罩位於該燈管外侧，該反射罩具有一開口，該燈管 之光線、挺由该反射罩反射後集中由該開口射出，進入該導

   第18頁 594119 六、 申請專利範圍 光板。 12·如申請專利範圍第1項之背光模組，其中更包括 一反射板，裝設於該導光板下側，以便把由該導光板下表 面射出的光線反射回該導光板中。 1 3· —種可增進薄膜電晶體液晶顯示器（tft_lc 度之背光模組，該背光模組至少包含： 儿 燈管 可提供一光線； ^^光板，具有一導光板上表面，該光線係沿著节導 光板内#進行多次反射，並由該導光板上；J 管係位於該導光板下方，且以平面照 ^ 該導光板； 八便九線射入 一光學薄膜，位於該導光板上， 之光線均勻分佈；及 」便Φ 4寺先板射出 j ^層，位於該導光板與該光學薄膜之間 將該導光板與該光學壤膜門 I用以 導光板與該光學薄膜間產生多次反射。 成〆先線在該 @ a 、如申請專利範圍第13項之背光模組，苴中1 + #绩太1道Γ 亥光學溥膜相當之折射係數，可& ^ 線在導光板與該光學薄膜間產生多次反射。防止 學 1 5 ·如申睛專利範圍第1 3項之背光模組，其中該光 六、申請專利範圍 薄膜至少包含一擴散片 u.如申請專利範圍第15項 亦：：？光板皆具有約K4〜).6的折二，且該黏膠層 ^^、力1 · 1 2 3〜1 · 6的折射係數，可防止光線在該導光板與 该擴散片間產生多次反射。 止几n 薄膜少圍第13項之背光模組，，中該光學 片與11;導項之背光模組’ #中該增光 亦具有約1.4〜丨.6的折袁.6,折射係數，且該黏膠層 該增光片間產生多次反射' 可防止光線在该導光板與 19. 如申晴專利給in穿1 〇 = 層包含複數個微粒，使 1':背光模組中該黏膠 便S黏膠層具有散射光線的功能。 1 0·如申請專利範圍第} 3項皆朵桓 2 -反射板，裝設於該導弁：二員之月先杈組1中更包括 3 射出的光線反射回該=:側，可將由該導光板下表面