專利名稱：背光模組及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光模組以及一種應(yīng)用該背光模組做為背光源的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段，液晶顯示器因其反應(yīng)快、顯示品質(zhì)佳、無(wú)輻射、適用于大型動(dòng)畫顯示等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于筆記本計(jì)算機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、工作站、工業(yè)監(jiān)視器、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、個(gè)人數(shù)據(jù)處理、游戲機(jī)、可視電話、便攜式VCD、DVD及其它一些便攜式裝置。然，液晶本身并不發(fā)光，須有光源系統(tǒng)為其提供顯示圖像所需的亮光。
請(qǐng)看圖1，一種常用于筆記本電腦的液晶顯示裝置10包括一背光模組12、一薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)玻璃基板14、一彩色濾光片(Color Filter，CF)玻璃基板16、位于TFT玻璃基板14與CF玻璃基板16之間的液晶分子18以及分別定位于二者兩側(cè)的偏光板19、19’，且該兩偏光板19、19’的通光方向相互垂直設(shè)置。該背光模組12為該液晶顯示裝置10提供所需的面光源，其包括一平板狀導(dǎo)光板122，位于導(dǎo)光板122一側(cè)的光源124與反射光源124出射光回導(dǎo)光板122的光源罩126，于導(dǎo)光板122底面設(shè)置有一系列網(wǎng)點(diǎn)(圖未示)，以使光源出射光自導(dǎo)光板122出射面均勻出射。
光源124出射光為自然光，其由偏振方向相互垂直的P方向偏振光與S方向偏振光共同組成，當(dāng)該自然光經(jīng)導(dǎo)光板122耦合出射至偏光板19時(shí)，由于偏光板19僅允許偏振方向與其通光方向平行的部分偏振光通過(guò)，而偏振方向與其通光方向垂直的部分偏振光則全部吸收損耗，即使不考慮光源124出射光在光源罩126與導(dǎo)光板122中傳輸過(guò)程中的損耗，由于偏光板19的吸收，至少有50％的光能量被損耗，加上上述傳輸過(guò)程以及TFT玻璃基板14與CF玻璃基板16的吸收損耗，整個(gè)液晶顯示裝置10的光能利用率僅在10％不到，輝度也大打折扣。

發(fā)明內(nèi)容
為解決
背景技術(shù)：
中背光模組光能利用率與輝度低的缺陷，本發(fā)明提供一種光能利用率與輝度高的背光模組。
為解決
背景技術(shù)：
中液晶顯示裝置光能利用率與輝度低的缺陷，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用上述背光模組做為面光源的光能利用率與輝度高的液晶顯示裝置。
本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是提供一種背光模組，其包括一由透明材料制成的導(dǎo)光板、一光源、一光源罩、一1/4波片、一向上棱鏡板與一向下棱鏡板。該導(dǎo)光板包括一光入射面及一與光入射面相交的光出射面；該光源位于導(dǎo)光板光入射面一側(cè)；該光源罩反射光源出射光入該導(dǎo)光板；該向上棱鏡板設(shè)置于導(dǎo)光板光出射面一側(cè)，其背向?qū)Ч獍逡粋?cè)表面連續(xù)均勻設(shè)置有多個(gè)向上微棱鏡；該向下棱鏡板位于向上棱鏡板微棱鏡一側(cè)，其包括一增亮膜(BrightnessEnhanced Film，BEF)以及一自增亮膜一體延伸的多個(gè)向下微棱鏡，其與多個(gè)向上微棱鏡相互嚙合。
本發(fā)明液晶顯示裝置包括一薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)玻璃基板、一彩色濾光片(Color Filter，CF)玻璃基板、多個(gè)位于TFT玻璃基板與CF玻璃基板間的液晶分子、兩分別定位于TFT玻璃基板與CF玻璃基板兩側(cè)的偏光板，該兩偏光板的通光方向相互垂直設(shè)置，以及一鄰近TFT玻璃基板一側(cè)偏光板設(shè)置的背光模組。該背光模組包括一由透明材料制成的導(dǎo)光板、一光源、一1/4波片、一向上棱鏡板與一向下棱鏡板。該導(dǎo)光板包括一光入射面及一與光入射面相交的光出射面；該光源位于導(dǎo)光板光入射面一側(cè)；該向上棱鏡板設(shè)置于導(dǎo)光板光出射面一側(cè)，其背向?qū)Ч獍逡粋?cè)表面連續(xù)均勻設(shè)置有多個(gè)向上微棱鏡；該向下棱鏡板位于向上棱鏡板微棱鏡一側(cè)，其包括一增亮膜以及一自增亮膜一體延伸的多個(gè)向下微棱鏡，其與該多個(gè)向上微棱鏡相互嚙合。
本發(fā)明利用多個(gè)向上、向下微棱鏡將自然光轉(zhuǎn)化為P方向的完全線偏振光與S方向的完全線偏振光，且P方向的完全線偏振光直接自向下棱鏡板透射，而S方向的完全線偏振光兩次經(jīng)過(guò)1/4波片而完全轉(zhuǎn)化為P方向的完全線偏振光自向下棱鏡板出射，光源100％被利用，且兩組P方向的完全線偏振光匯合經(jīng)過(guò)增透膜出射，進(jìn)一步提高背光模組與液晶顯示裝置的出射輝度。



下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是背景技術(shù)液晶顯示裝置的剖面圖；圖2是本發(fā)明背光模組的剖面圖；圖3是自然光由一種折射率介質(zhì)進(jìn)入到另一種折射率介質(zhì)的光路示意圖；圖4是本發(fā)明液晶顯示裝置的剖面圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)看圖2，本發(fā)明實(shí)施方式的背光模組20包括一由透明材料制成的導(dǎo)光板22、一光源24、一光源罩25、一1/4波片23、一向上棱鏡板26及一向下棱鏡板28。導(dǎo)光板22包括一光入射面221及一與光入射面221相交的光出射面222與底面223，光源24位于導(dǎo)光板22光入射面221一側(cè)，光源罩25反射光源24出射光入該導(dǎo)光板22，向上棱鏡板26設(shè)置于導(dǎo)光板22光出射面222之上，向下棱鏡板28位于向上棱鏡板26背向?qū)Ч獍?2一側(cè)，1/4波片23設(shè)置于導(dǎo)光板22的底面223一側(cè)，且其背向?qū)Ч獍?2一側(cè)底面232鍍有反射膜。
導(dǎo)光板22大致成一長(zhǎng)方體，該光入射面221垂直于底面223與光出射面222，且進(jìn)一步包括第一側(cè)面(圖未示)、與第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè)面(圖未示)以及與入射面222相對(duì)的第三側(cè)面226，為使光線自出射面222均勻出射，通常于底面223設(shè)置有多個(gè)網(wǎng)點(diǎn)(圖未示)，該網(wǎng)點(diǎn)可有多種型態(tài)的分布，且為提高光利用效率，于該入射面221與出射面222鍍有抗反射膜以減少光能量的吸收損耗。導(dǎo)光板22與該光源24與光源罩25構(gòu)成的光源組合成一定角度設(shè)置，使得光源組合出射至導(dǎo)光板22的平行光以預(yù)定的方向與位置自導(dǎo)光板22出射面222出射。通常，該導(dǎo)光板也可為一楔形體，與長(zhǎng)方體導(dǎo)光板不同之處在于其底面與入射面成銳角相交。
該向上棱鏡板26背向?qū)Ч獍?2一側(cè)表面連續(xù)均勻設(shè)置有多個(gè)向上微棱鏡262，該向下棱鏡板28包括一增亮膜284以及一自增亮膜284一體延伸的多個(gè)向下微棱鏡282，且與多個(gè)向上微棱鏡262相互嚙合，于該多個(gè)向上、向下微棱鏡262、282兩相對(duì)表面263、283之間預(yù)留有一定間隔29，該多個(gè)向上、向下微棱鏡262、282的底邊長(zhǎng)為450至550微米，高為200至250微米。當(dāng)然，導(dǎo)光板22尺寸不同，該底邊長(zhǎng)與高的設(shè)計(jì)也有不同，視具體要求而定。
請(qǐng)看圖3，當(dāng)非偏振的自然光自一種折射率介質(zhì)n0進(jìn)入到另一種折射率介質(zhì)n1時(shí)，在兩種物質(zhì)相接的結(jié)合面將同時(shí)發(fā)生光的反射與折射，假設(shè)入射角為θ0、折射角為θ1、入射介質(zhì)折射率為n0、出射介質(zhì)折射率為n1、反射光中P方向偏振光與S方向偏振光的光強(qiáng)反射率分別為Rp、Rs，則Rp、Rs可分別用下述公式表示Rp＝{n1/cosθ0-n0/cosθ1}2/{n1/cosθ0+n0/cosθ1}2Rs＝{n0/cosθ0-n1/cosθ1}2/{n0/cosθ0+n1/cosθ1}2可以得出，隨著入射角θ0的增大，S方向偏振光的光強(qiáng)反射率Rs總單調(diào)上升，而P方向偏振光的光強(qiáng)反射率Rp先是下降，在入射角θ0到達(dá)某一特定角度θB時(shí)，P方向偏振光反射率降至為零，該入射角θB被稱為布儒斯特角，可推導(dǎo)得出θB的表達(dá)公式為θB＝tan-1n0/n1故，當(dāng)自然光以布儒斯特角θB入射時(shí)，反射光總是S方向的完全線偏振光，而對(duì)于折射光，包含有92％左右的P方向偏振光與8％左右的S方向偏振光。
請(qǐng)一并看圖2，為使自導(dǎo)光板22光出射面222出射光以布儒斯特角θB入射至多個(gè)向上微棱鏡263，該多個(gè)向上、向下微棱鏡262、282頂角設(shè)置在125°至145°的間，最好為135°；多個(gè)向上、向下微棱鏡262、282與其間空氣間隔29間的折射率差在0.001至0.2之間。由此，當(dāng)導(dǎo)光板22出射光以布儒斯特角θB自該多個(gè)向上微棱鏡262出射至間隔29時(shí)，反射光為S方向的完全線偏振光，而折射光為P方向的部分偏振光，再由間隔29出射至該多個(gè)向下微棱鏡282，S方向偏振光被繼續(xù)反射，P方向偏振光被繼續(xù)折射，此時(shí)，到達(dá)向下棱鏡板28的光束中S方向偏振光就非常微弱，幾乎為100％P方向的完全線偏振光。被多個(gè)向上、向下微棱鏡262、282反射的S方向偏振光經(jīng)導(dǎo)光板22入射至1/4波片23，經(jīng)由1/4波片23底面232反射回1/4波片，S方向偏振光兩次通過(guò)1/4波片23，其偏振方向被旋轉(zhuǎn)90度而變成P方向上的完全偏振光反射回導(dǎo)光板22，經(jīng)由導(dǎo)光板22再出射至向上棱鏡板26與向下棱鏡板28，該束反射回的P方向偏振光與前述折射出的P方向偏振光組合通過(guò)增亮膜284，提供液晶顯示裝置所需的明亮面光源。
請(qǐng)看圖4，本發(fā)明液晶顯示裝置30包括一薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)玻璃基板32、一彩色濾光片(Color Filter，CF)玻璃基板33、多個(gè)位于TFT玻璃基板32與CF玻璃基板33間的液晶分子34、兩分別定位于TFT玻璃基板32與CF玻璃基板33兩側(cè)的偏光板35、35’，該兩偏光板35、35’的通光方向相互垂直設(shè)置，以及一鄰近TFT玻璃基板32一側(cè)偏光板35設(shè)置的背光模組20。
本發(fā)明實(shí)施方式中，該多個(gè)向上、向下微棱鏡262、282間可不保留間隔29，而其間折射率差設(shè)置在0.001至0.2之間，導(dǎo)光板22出射光經(jīng)由該多個(gè)向上微棱鏡262直接進(jìn)入多個(gè)向下微棱鏡282，P方向偏振光被折射，S方向偏振光被反射，并經(jīng)由1/4波片23轉(zhuǎn)換為P方向偏振光進(jìn)入多個(gè)向下微棱鏡282，因此，亦可提供高效率的光能利用率，提高液晶顯示裝置30的輝度，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明利用上、下多個(gè)微棱鏡262、282將自然光轉(zhuǎn)化為P方向的完全線偏振光與S方向的完全線偏振光，且P方向的完全線偏振光直接自向下棱鏡板28透射，而S方向的完全線偏振光二次經(jīng)過(guò)1/4波片23而完全轉(zhuǎn)化為P方向的完全線偏振光自向下棱鏡板28出射，光源100％被利用，且兩組P方向的完全線偏振光匯合經(jīng)過(guò)增亮膜284出射，進(jìn)一步提高了背光模組與液晶顯示裝置的出射輝度。
權(quán)利要求
1.一種背光模組，其包括一由透明材料制成的導(dǎo)光板、一位于導(dǎo)光板光入射面一側(cè)的光源與一反射光源出射光入該導(dǎo)光板的光源罩，該導(dǎo)光板包括一光入射面及一與光入射面相交的光出射面與底面，其特征在于該背光模組還包括一設(shè)置于導(dǎo)光板光出射面的向上棱鏡板，其背向?qū)Ч獍逡粋?cè)表面連續(xù)均勻設(shè)置有多個(gè)向上微棱鏡、一位于向上棱鏡板微棱鏡一側(cè)的向下棱鏡板，其包括一增亮膜以及一自增亮膜一體延伸的多個(gè)向下微棱鏡，以及一鄰近導(dǎo)光板底面設(shè)置的1/4波片，該多個(gè)向上、向下微棱鏡相互嚙合。
2.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于該多個(gè)向上、向下微棱鏡頂角在125°至145°之間。
3.如權(quán)利要求2所述的背光模組，其特征在于該多個(gè)向上、向下微棱鏡的頂角為135°。
4.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于該多個(gè)向上、向下微棱鏡的折射率差在0.001至0.2之間。
5.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于該多個(gè)向上、向下微棱鏡的底邊長(zhǎng)為450至550微米，高為200至250微米。
6.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于該多個(gè)向上、向下微棱鏡兩相對(duì)表面間預(yù)留有一間隔層，該間隔層與該多個(gè)向上、向下微棱鏡的折射率差在0.001至0.2之間。
7.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于該導(dǎo)光板為一長(zhǎng)方體或楔形體，該底面設(shè)置有多個(gè)網(wǎng)點(diǎn)。
8.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于該1/4波片背向?qū)Ч獍逡粋?cè)底面鍍有反射膜。
9.一種液晶顯示裝置，其包括一薄膜晶體管玻璃基板、一彩色濾光片玻璃基板、多個(gè)位于薄膜晶體管玻璃基板與彩色濾光片玻璃基板間的液晶分子、兩分別定位于薄膜晶體管玻璃基板與彩色濾光片玻璃基板兩側(cè)的偏光板，該兩偏光板的通光方向相互垂直設(shè)置，以及一鄰近薄膜晶體管玻璃基板一側(cè)的偏光板設(shè)置的背光模組，其包括一由透明材料制成的導(dǎo)光板，該導(dǎo)光板包括一光入射面及一與入射面相交的光出射面；一位于導(dǎo)光板光入射面一側(cè)的光源；其特征在于該背光模組還包括一設(shè)置于導(dǎo)光板光出射面的向上棱鏡板，其背向?qū)Ч獍逡粋?cè)表面連續(xù)均勻設(shè)置有多個(gè)向上微棱鏡、一位于向上棱鏡板微棱鏡一側(cè)的向下棱鏡板，其包括一增亮膜以及一自增亮膜一體延伸的多個(gè)向下微棱鏡，以及一鄰近導(dǎo)光板底面設(shè)置的1/4波片。
10.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其特征在于該多個(gè)向上、向下微棱鏡相互嚙合，且頂角在125°至145°之間。
11.如權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置，其特征在于該多個(gè)向上、向下微棱鏡的頂角為135°。
12.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其特征在于該多個(gè)向上、向下微棱鏡的折射率差在0.001至0.2之間。
13.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其特征在于該多個(gè)向上、向下微棱鏡的底邊長(zhǎng)為450至550微米，高為200至250微米。
14.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其特征在于該多個(gè)向上、向下微棱鏡二相對(duì)表面間預(yù)留有一間隔層，該間隔層與該多個(gè)向上、向下微棱鏡的折射率差在0.001至0.2之間。
15.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其特征在于該導(dǎo)光板為一長(zhǎng)方體或楔形體，該底面設(shè)置有多個(gè)網(wǎng)點(diǎn)。
16.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其特征在于該1/4波片背向?qū)Ч獍逡粋?cè)底面鍍有反射膜。
全文摘要
一種液晶顯示裝置包括一薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)玻璃基板、一彩色濾光片(Color Filter，CF)玻璃基板、多個(gè)位于TFT玻璃基板與CF玻璃基板間的液晶分子、兩分別定位于TFT玻璃基板與CF玻璃基板兩側(cè)的偏光板，以及一鄰近TFT玻璃基板一側(cè)偏光板設(shè)置的背光模組。該背光模組包括由透明材料制成的導(dǎo)光板、光源、光源罩、1/4波片、向上棱鏡板與向下棱鏡板。該向上棱鏡板設(shè)置于導(dǎo)光板光出射面，其背向?qū)Ч獍逡粋?cè)表面連續(xù)均勻設(shè)置有多個(gè)向上微棱鏡；該向下棱鏡板位于向上棱鏡板微棱鏡一側(cè)，其包括一增亮膜以及一自增亮膜一體延伸的多個(gè)向下微棱鏡，其與多個(gè)向上微棱鏡相互嚙合。
文檔編號(hào)G02F1/136GK1504804SQ02152179
公開(kāi)日2004年6月16日 申請(qǐng)日期2002年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月3日
發(fā)明者余泰成, 呂昌岳, 陳杰良 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司