CN1265277C - 薄膜电晶体液晶显示器的背光模组 - Google Patents

Abstract

一种薄膜电晶体液晶显示器(TFT-LCD)的背光模组，至少包含一灯管以及一导光板。导光板具有一导光板上表面与一导光板侧端；灯管可提供光线。光线系沿着导光板内部进行多次反射，并由导光板上表面射出。上述背光模组亦包含一光学薄膜与一黏胶层，该黏胶层掺杂有多个透光微粒，具有散射光线的功能。该光学薄膜位于导光板上，可使由导光板射出的光线分布均匀且提升其亮度，其中为了防止产生牛顿环等干涉条纹，在该光学薄膜底部会制作突凸出的微粒，以产生粗糙化的下表面。另外，黏胶层具有与导光板、光学薄膜相当的折射系数，用以将导光板与光学薄膜间的空隙填满，以防止光线在导光板与光学薄膜间产生多次反射。

Description

薄膜电晶体液晶显示器的背光模组

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器的背光模组，特别是关于一种薄膜电晶体液晶显示器的背光模组。

技术背景

随着薄膜电晶体制作技术快速的进步，液晶显示器由于具备了轻薄、省电、无幅射线等优点，而大量的应用于个人数位助理器(PDA)、笔记型电脑、数位相机、摄录影机、行动电话等各式电子产品中。再加上业界积极的投入研发以及采用大型化的生产设备，使液晶显示器的品质不断提升，且价格持续下降，更使得液晶显示器的应用领域迅速扩大。值得说明的是，由于液晶显示器为非发光性的显示装置，需要藉助背光模组才能产生显示的功能。所以，背部光源性能的好坏，往往会直接影响液晶显示器的显像品质，因而背光模组是液晶显示器中最重要的组件。

如图1所示，以目前液晶显示器所使用的背光模组为例，该背光模组包括了导光板(lightguide)10、光学薄膜组12、反射板14、灯管16与反射罩18。导光板10是射出成型的丙烯塑料(acryl)板，并且在导光板10的下表面用网版印刷定义出圆形、六角形或正方形的颗粒图案，以作为使光线产生散射的扩散点11。应用在显示器中的导光板呈方形，但应用在笔记型电脑中的导光板可呈楔形，以节省空间。位于导光板10一侧端的灯管16则可由冷阴极管构成，而以端面照光(edge light)的方式将光线传进导光板10中。进入导光板10的光线以全反射方式往导光板10另一端传导。当部分光线射出导光板时，位于导光板下表面的扩散点N会将光线反射回去，且反射光会往各个角度扩散，而由导光板10上表面射出。

在灯管16的外侧，装设了一反射罩18，该反射罩18呈C形，且具有一开口9。反射罩18可以将光线反射集中由开口9照射出去，以防止灯管I6的光线向非开口的方向逸射，并提升光线由进入导光板10的比率。同样的，在导光板10的下侧设有一反射板14，可将穿过导光板10下表面的光线反射导回导光板10中，以增加光线的使用效率。至于，在导光板10的上侧，则制作了具有数层的光学薄膜组12。如图1所示，在习知的背光模组中，根据其功能的不同，此光学薄膜组12可分为上扩散片(upper diffuser)12a、增光片(brightness enhanced film；BEF)12b、以及下扩散片(lower diffuser)12c。其中，雾度较重的下扩散片12c系用以使由导光板10向上导出的光线产生散射而分布得更为均匀，并使光线较为柔和。增光片12b则可由棱镜片(prizm)或偏光片(polarizer)构成，可产生聚光的效果。至于雾度较轻的上扩散片12a，除了使光线分布均匀外，亦可用来保护下方的增光片，以防止在组装过程中刮伤。

值得注意的是，为了防止产生牛顿环等干涉条纹，在下扩散片12c的下表面会制作复数个凸出颗粒17，以产生粗糙化的效果。但此凸出颗粗17往往会使下扩散片12c与导光板10间无法紧密接合，而会产生大约数十微米的空隙13(图1所示的空隙13并没有依照比例绘制)。由于下扩散片12c与导光板10的折射系数约为1.5，而空隙13中的空气折射系数为1，故由导光板射出的光线很容易在下扩散片12c与导光板10间造成多次反射，如图1所示。如此一来将间接造成能量损耗，进而影响背光模组的亮度。因此若减少或消除光线在下扩散片12c与导光板10间产生多次反射的情形，可进一步减少入射光线的能量损耗，并增进整体背光模组的亮度。

发明内容

本发明的目的在提供一种可增进薄膜电晶体液晶显示器(TFT-LCD)亮度的背光模组。

本发明的另一目的在提供一种可防止光线在导光板与光学薄膜间产生多次反射的背光模组。

本发明的又一目的在提供一种应用黏胶层取代扩散片的背光模组结构。

本发明的目的是这样实现的：

一种薄膜电晶体液晶显示器的背光模组，其特征在于，它至少包含：

一灯管，可提供一光线；

一导光板，具有一导光板上表面与一导光板侧端，该光线是沿着该导光板内部进行多次反射，并由该导光板上表面射出，该灯管是位于该导光板侧端，且以端面照明的方式使光线射入该导光板；

一光学薄膜，位于该导光板上，可使由该导光板射出的光线均匀分布，其中为了防止产生牛顿环等干涉条纹，在该光学薄膜底部会制作突凸出的微粒，以产生粗糙化的下表面；及

一黏胶层，位于该导光板与该光学薄膜之间，是用以将该导光板与该光学薄膜间的空隙填满，该黏胶层掺杂有多个透光微粒，具有散射光的功能，以减少光线在该导光板与该光学薄膜间产生多次反射。

该黏胶层、该导光板及该光学薄膜的折射系数范围皆在1.4～1.6之间，可防止光线在该导光板与该光学薄膜间产生多次反射。

该光学薄膜可选择一上扩散片、一增光片、一下扩散片或其任意组合而组成。

该增光片可由棱镜片、偏光片或其任意组合来组成。

更包括一反射罩，该反射罩位于该灯管外侧，该反射罩具有一开口，该灯管的光线经由该反射罩反射后集中由该开口射出，进入该导光板。

更包括一反射板，装设于该导光板下侧，以便把由该导光板下表面射出的光线反射回该导光板中。或是

一种薄膜电晶体液晶显示器的背光模组，其特征在于，该背光模组至少包含：

一灯管，可提供一光线；

一导光板，具有一导光板上表面，该光线是沿着该导光板内部进行多次反射，并由该导光板上表面射出，该灯管位于该导光板下方，且以平面照明的方式使光线射入该导光板；

一光学薄膜，位于该导光板上，可使由该导光板射出的光线均匀分布，其中为了防止产生牛顿环等干涉条纹，在该光学薄膜底部会制作突凸出的微粒，以产生粗糙化的下表面；以及

一黏胶层，位于该导光板与该光学薄膜之间，系用以将该该导光板与该光学薄膜间的空隙填满，该黏胶层掺杂有多个微粒，具有散射光线的功能，以减少光线在该导光板与该光学薄膜间产生多次反射。

该黏胶层、该导光板与该光学薄膜的折射系数范围皆在1.4～1.6之间，可防止光线在该导光板与该光学薄膜间产生多次反射。

由于本发明所公开的一种薄膜电晶体液晶显示器(TFT-LCD)的背光模组，至少包含一灯管以及一导光板：导光板具有一导光板上表面与一导光板侧端；灯管可提供光线。上述光线是沿着导光板内部进行多次反射，并由导光板上表面射出。上述背光模组亦包含一光学薄膜与一黏胶层。光学薄膜位于导光板上，可使由导光板射出的光线分布均匀且提升其亮度。另外，黏胶层具有与导光板、光学薄膜相当的折射系数，用以将导光板与光学薄膜间的空隙填满，以防止光线在导光板与光学薄膜间产生多次反射。上述光学薄膜可由增光片、扩散片、或其任意组合来构成。并且，扩散片、导光板与黏胶层皆具有1.4～1.6的折射系数。因此本发明所提供的背光模组结构相较于传统的背光模组，具有以下的优点：

1)籍着将黏胶层填充于导光板与光学薄膜间的空隙，可防止光线在导光板与光学薄膜间产生多次反射，而避免能量的损耗，并提高背光模组的亮度。

2)使用已掺杂微粒的黏胶层，此种黏胶层可形成半透明薄膜且产生散射的效果，可用来取代传统结构中的下扩散片。

3)其雾度较轻的上扩散片，除了可使光线分布均匀外，亦可用以防止下方的膜片在组装过程中刮伤。

附图说明

图1传统技术中应用于液晶显示器的背光模组截面图；

图2根据本发明第一实施例，应用于液晶显示器的背光模组截面图；

图3根据本发明第二实施例，应用于液晶显示器的背光模组截面图；

图4根据本发明第三实施例，应用于液晶显示器的背光模组截面图；

图5根据本发明第四实施例，应用于液晶显示器的背光模组截面图。

件号说明：

10导光板                     11扩散点

12光学膜片                   12a上扩散片

12b增光片                    12c下扩散片

13空隙                       14反射板

16灯管                       17凸出颗粒

18反射罩                     19开口

40导光板                     41扩散点

42光学薄膜                   42a上扩散片

42b增光片                    42c下扩散片

43黏胶层                     44反射板

45导光板上表面               47凸出颗粒

46灯管                       48反射罩

49开口

50导光板侧端

60导光板                     61扩散点

62光学薄膜                 62a扩散片

62b增光片                  63黏胶层

64反射板                   65导光板上表面

66灯管                     68反射罩

69开口

70导光板侧端

80导光板                   81扩散点

82光学薄膜                 82a上扩散片

82b增光片                  82c下扩散片

83黏胶层                   84反射板

85导光板上表面             87凸出颗粒

86灯管                     88反射罩

89开口

90导光板侧端

100导光板                  101扩散点

102光学薄膜                102a扩散片

102b增光片                 103黏胶层

104反射板                  105导光板上表面

106灯管                    108反射罩

109开口                    110导光板侧端

具体实施方式

藉由以下详细的描述结合附图，将可轻易的了解本发明的内容及其诸多优点。

本发明提供一种薄膜电晶体液晶显示器(TFT-LCD)的背光模组。其中，藉着将黏胶层填充于导光板与光学薄膜之间的空隙中，可防止光线在导光板与光学薄膜间产生多次反射而造成能量的损耗。此外，使用掺杂微粒的黏胶层，因其具有散射的效果，而可当作扩散片使用。有关本发明的详细描述如下所示。

第一实施例

如图2所示，此图显示了本发明所提供用以增进薄膜电晶体液晶显示器(TFT-LCD)亮度的背光模组。此背光模组的构成元件包括了导光板40、光学薄膜42、反射板44、灯管46与反射罩48。其中，导光板40具有一导光板上表面45与一导光板侧端50。灯管46提供光线，导光板40为一表面光滑的板块结构，应用在显示器中的导光板呈方形，但应用在笔记型电脑中的导光板可呈楔形，以节省空间。光线可沿着导光板40内部进行多次反射，最后均匀地由导光板上表面45射出。此导光板40一般是由诸如丙烯(acryl)的塑料材料所构成，并且可藉着网版印刷(screen)或直接射出成型(injection)的方式，在导光板40的下表面定义出圆形、六角形或正方形的颗粒图案41(dot)。由于这些颗粒图案41是由具有高反射率且不吸光的材料(例如二氧化钛、或硫酸钡)所构成，因此可作为使光线产生散射的扩散点41。

灯管46系位于导光板40一侧端50，且灯管46系以端面照明的方式，使光线入射至导光板40中，并使光线沿着方形板块进行全反射，而往导光板40另一侧传导。当光线射至位于导光板40下表面的扩散点41时，反射光会朝各个角度扩散而由导光板上表面45射出。一般而言，此灯管46可由管径约数厘米的阴极管(cathode lamp)构成。在灯管46的外侧，装设了一反射罩48。反射罩48呈C形，且具有一开口49。灯管46的光线经由反射罩48反射后集中由开口49射出，进入导光板40中，可提升光线由侧端50进入导光板40的比率。另外，反射板44则可装设在导光板40的下侧，以便将由导光板40下表面射出的光线反射回导光板40中，而增加光线的使用效率。

为了使由导光板40上表面射出的光线均匀分布，在导光板40的上侧置放了具有数层薄膜的光学薄膜42。如图2所示，在较佳实施例中，此光学薄膜42可依据功能不同，区分为上扩散片42a、增光片42b、以及下扩散片42c。其中，下扩散片42c具有较重的雾度，可使由导光板40射出的光线产生散射而分布得更为均匀，并使光线亮度较为缓和。一般而言，增光片42b则可使用诸如棱镜片(prism)的BEF膜片构成，或是使用诸如偏光片(polarizer)的DBEF(Dual Brightness Enhanced Film)膜片构成，以产生所需的聚光效果。至于雾度较轻的上扩散片42a，则除了使光线分布均匀外，亦可用来保护下方的膜片，以防止在组装过程中产生刮伤。

如上所述，为了防止产生牛顿环等干涉条纹，在下扩散片42c底部会制作凸出的微粒47，以产生粗糙化的下表面。然而此举亦导致下扩散片42c与导光板40间产生数十微米的空隙。一黏胶层43形成于导光板40与下扩散片42c之间，可将其中的空隙完全填满。由于导光板40与下扩散片42c的折射系数大约在1.4～1.6之间，因此所选择的黏胶层43最好也具有约1.4～1.6的折射系数，以利于由导光板40射出的光线直接向上穿透黏胶层43与下扩散片42c，并防止光线在导光板40与下扩散片42c间产生多次反射。

第二实施例

除了可使用黏胶层将导光板与下扩散片间的空隙完全填满外，亦可籍着使用经微粒掺杂的黏胶层，使其具有散射光线的功能。参照图3，在本发明第二实施例中所提供的背光模组，它包括了导光板60、光学薄膜62、反射板64、灯管66与反射罩68。导光板60具有一导光板上表面65与一导光板侧端70，并且在导光板60的下表面具有用来散射光线的散射点61。灯管66提供的光线可沿着导光板60内侧进行多次反射，之后，均匀地由导光板上表面65射出。灯管66位于导光板侧端70，藉着端面照明的方式，将光线入射至导光板60中。在灯管66的外侧装设了一反射罩68，反射罩68呈C形，且具有一开口69。灯管66的光线经由反射罩68反射后集中由开口69射出，进入导光板60中，可提升光线射入导光板60的比率。在导光板60的下表面并装设了反射板64，以便反射由导光板60下表面射出的光线，进而增加光线的使用效率。

值得注意的是，此实施例中的光学薄膜62仅包括了一扩散片62a与一增光片62b。在增光片62b与导光板60间形成了一黏胶层63，填满扩散片62a与导光板60间的空隙，因此可以防止光线在导光板60与扩散片62a间产生多次反射。在较佳实施例中，可使用已掺杂微粒的黏胶层63，使其变成半透明的薄膜并产生散射光线的效果。如此，可藉着此黏胶层63来取代上述实施例中的下扩散片，而使导光板60射出的光线产生散射且分布得更为均匀。此外，调整黏胶层63中微粒的密度与图案，可控制此黏胶层63散射光线的能力。

第三实施例

参照图4，此图显示本发明所提供应用于笔记型电脑中薄膜电晶体液晶显示器(TFT-LCD)的背光模组。此背光模组包括了导光板80、光学薄膜82、反射板84、灯管86与反射罩88。其中，导光板80为一表面光滑的楔形板块，以节省空间。此导光板80并具有一导光板上表面85与一导光板侧端90。光线可沿着导光板80内部进行多次反射，最后均匀地由导光板上表面85射出。同样的，在导光板80的下表面具有用以使光线产生散射的扩散点81。

灯管86位于导光板一侧端90，可以端面照明的方式，将光线入射至导光板80中，并使光线沿着楔形板块进行全反射，而往导光板80另一侧传导。当光线射至位于导光板80下表面的扩散点81时，反射光会朝各个角度扩散而由导光板上表面85射出。同样的，在灯管86的外侧，装设了一反射罩88。反射罩88呈C形，且具有一开口89。灯管86的光线经由反射罩88反射后集中由开口89射出，进入导光板80中，可提升光线由侧端90进入导光板80的比率。另外，反射板84则可装设在导光板80的下侧，以便将由导光板80下表面射出的光线反射回导光板80中，而增加光线的使用效率。

在导光板80的上侧并置放具有数层薄膜的光学薄膜82。如图4所示，此光学薄膜42可依据功能区分为上扩散片82a、增光片82b、以及下扩散片82c。其中，下扩散片82c具有较重的雾度，可使光线亮度较为缓和。至于增光片82b则可使用诸如棱镜片(prizm)的BEF膜片构成，或是使用诸如偏光片(polarizer)的DBEF(Dual Brightness Enhanced Filim)膜片构成。至于雾度较轻的上扩散片82a，除了可使光线分布均匀外，亦可用以防止下方的膜片在组装过程中刮伤。

在下扩散片82c底部亦具有凸出的微粒87，而导致下扩散片82c与导光板80间产生数十微米的空隙。一黏胶层83形成于导光板80与下扩散片82c间，可将其中的空隙完全填满。由于导光板80与下扩散片82c的折射系数大约在1.4～1.6之间，因此所选择的黏胶层83最好具有约1.4～1.6的折射系数，以利于由导光板80射出的光线直接向上穿透黏胶层83与下扩散片82c，并防止光线在导光板80与下扩散片82c间产生多次反射。

第四实施例

参照图5，此图显示了在楔形导光板上方应用具有微粒掺杂的黏胶层产生光线散射的效果。其中，背光模组包括了导光板100、光学薄膜102、反射板104、灯管106与反射罩108。此处的导光板100具有一楔形板块结构，且具有一导光板上表面105与一导光板侧端110，并且在导光板100的下表面具有散射点111。灯管106提供的光线可沿着导光板100内侧进行多次反射，并均匀地由导光板上表面105射出。灯管106位于导光板侧端110，藉着端面照明的方式，将光线入射至导光板100中。在灯管106的外侧装设了一反射罩108，反射罩108呈C形，且具有一开口109。灯管106的光线经由反射罩108反射后集中由开口109射出，进入导光板100中，可提升光线射入导光板100的比率。在导光板100的下表面并装设了反射板104，以便反射由导光板100下表面射出的光线，进而增加光线的使用效率。

此处的光学薄膜102仅包括了一扩散片102a与一增光片102b。在增光片102b与导光板100间形成了一黏胶层103，填满扩散片102a与导光板100的空隙，因此可以防止光线在导光板100与扩散片102a间产生多次反射。在较佳实施例中，可使用已掺杂微粒的黏胶层103，使其变成半透明的薄膜并产生散射光线的效果。如此，可籍着此黏胶层103来取代上述实施例中的下扩散片，而使导光板100射出的光线产生散射且分布得更为均匀。同样的，藉着调整黏胶层103中微粒的密度与图案，可控制此黏胶层103散射光线的能力。

本发明虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本发明精神与发明范围，在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改，均应包含在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1、一种薄膜电晶体液晶显示器的背光模组，其特征在于，它至少包含：

一灯管，可提供一光线；

一导光板，具有一导光板上表面与一导光板侧端，该光线是沿着该导光板内部进行多次反射，并由该导光板上表面射出，该灯管是位于该导光板侧端，且以端面照明的方式使光线射入该导光板；

一光学薄膜，位于该导光板上，可使由该导光板射出的光线均匀分布，其中为了防止产生牛顿环等干涉条纹，在该光学薄膜底部会制作突凸出的微粒，以产生粗糙化的下表面；

一黏胶层，位于该导光板与该光学薄膜之间，是用以将该导光板与该光学薄膜间的空隙填满，该黏胶层掺杂有多个透明微粒，具有散射光线的功能，以减少光线在该导光板与该光学薄膜间产生多次反射。

2、如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该黏胶层、该导光板及该光学薄膜的折射系数范围皆在1.4～1.6之间，具有散射光线的功能，可防止光线在该导光板与该光学薄膜间产生多次反射。

3、如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该光学薄膜可选择一上扩散片、一增光片、一下扩散片或其任意组合组成。

4、如权利要求3所述的背光模组，其特征在于，该增光片可由棱镜片、偏光片或其任意组合组成。

5、如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，更包括一反射罩，该反射罩位于该灯管外侧，该反射罩具有一开口，该灯管的光线经由该反射罩反射后集中由该开口射出，进入该导光板。

6、如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，更包括一反射板，装设于该导光板下侧，以便把由该导光板下表面射出的光线反射回该导光板中。

7、一种薄膜电晶体液晶显示器的背光模组，其特征在于，该背光模组至少包含：

一灯管，可提供一光线；

一导光板，具有一导光板上表面，该光线是沿着该导光板内部进行多次反射，并由该导光板上表面射出，该灯管位于该导光板下方，且以平面照明的方式使光线射入该导光板；

一光学薄膜，位于该导光板上，可使由该导光板射出的光线均匀分布，其中为了防止产生牛顿环等干涉条纹，在该光学薄膜底部会制作突凸出的微粒，以产生粗糙化的下表面；以及

一黏胶层，位于该导光板与该光学薄膜之间，是用以将所述的导光板与该光学薄膜间的空隙填满，该黏胶层掺杂有多个透光微粒，具有散射光线的功能，以减少光线在该导光板与该光学薄膜间产生多次反射。

8、如权利要求7所述的背光模组，其特征在于，该黏胶层、该导光板与该光学薄膜的折射系数范围皆在1.4～1.6之间，具有散射光线的功能，可防止光线在该导光板与该光学薄膜间产生多次反射。

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