背光模块与液晶显示装置的制作方法

专利名称：背光模块与液晶显示装置的制作方法
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A74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；A74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A/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，A/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A74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X/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A/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A/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A74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A/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A74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。


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: A74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A/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A/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，A/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，A/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，A/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，X/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，A74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 夕卜，本实施例的面光源230例如为侧面入光式背光源(side type backlight unit)，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、 X/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A74 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A/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，A74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X/4相位延迟膜360不容易对每段波长都产生X/4相位延迟。因 此，背光模块200中可以更配置X72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，A74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A/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(polyethylene terephthalate,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A/4相位延迟。同时，于基材362上配置棱镜结 构364可使X/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A74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A74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X/4相位延迟膜360不容易对每段波长都 产生X/4相位延迟。因此，棱镜片370例如可提供X72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，X/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 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。
X/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A/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)。
X/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A/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。
权利要求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A74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A/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A72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 X/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A/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A/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A/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A72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。
专利摘要一种液晶显示装置，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。
文档编号G02F1/1335GK201145795SQ200820003628
公开日2008年11月5日 申请日期2008年1月25日 优先权日2008年1月25日
发明者丁于真, 刘育承, 叶子琪, 吴易骏, 方崇仰, 李建璋, 纪俊吉, 胡中惠, 苏国彰, 许雅菱, 赖宗赋, 陈冰彦 申请人:胜华科技股份有限公司