專利名稱：具有集光功能的背光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種液晶面板的背光模塊，特別是指一種具有集光功能的背光模塊。
背景技術(shù)：
隨著薄膜晶體管的制作技術(shù)快速地進(jìn)步，以及其具備有輕、薄、省電、無(wú)幅射等優(yōu)點(diǎn)，因此使得液晶面板大量地應(yīng)用于個(gè)人數(shù)字助理、筆記型計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電視以及行動(dòng)電話等各式電子產(chǎn)品中。但由于液晶面板屬于非自發(fā)光型顯示裝置，其必須透過(guò)背光模塊所提供的背光源的輔助，才能夠?qū)⒁壕姘宓漠嬅嫘畔@示出來(lái)。
請(qǐng)參閱圖1A、圖1B所示，其為現(xiàn)有技術(shù)的增光型背光模塊示意圖。圖中，背光模塊10包括一導(dǎo)光板11、一發(fā)光源12、一反射板13以及多層光學(xué)薄膜14。
導(dǎo)光板11為可透光的楔形板，其材質(zhì)為壓克力，導(dǎo)光板11的上表面為出光面111，其一側(cè)表面為入光面112。此外，在導(dǎo)光板11的下表面則是形成有多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)113，其下方則是反射板13。
發(fā)光源12設(shè)于導(dǎo)光板11的入光面112。目前業(yè)者所使用的發(fā)光源12以冷陰極管為主，其所發(fā)射的光線由入光面112進(jìn)入導(dǎo)光板11內(nèi)部，經(jīng)過(guò)擴(kuò)散點(diǎn)113的散射以及反射板13的反射之后，再由出光面111射出。
多層光學(xué)薄膜14主要是由一下擴(kuò)散片141、一增光片142(brightnessenhancement film，BEF)以及一上擴(kuò)散片143所組成。并且由下而上依序疊合于導(dǎo)光板11的出光面111。其中上、下擴(kuò)散片143、141可以使光線更均勻擴(kuò)散，而增光片142則可以增加光線的亮度。光線在經(jīng)過(guò)上述光學(xué)薄膜14的作用之后，不僅可以獲得品質(zhì)更佳的背光源，液晶面板20的顯示效果也會(huì)更好。
目前市場(chǎng)所供應(yīng)的增光片價(jià)格昂貴，成為降低成本的瓶頸，以3M公司所出產(chǎn)的BEF III以及DBEF二種規(guī)格的增光片為例，一般擴(kuò)散片每片價(jià)格是BEF III的五分之一，更是DBEF的十分之一。
請(qǐng)參閱圖2A所示，其為現(xiàn)有技術(shù)BEF III增光片結(jié)構(gòu)示意圖，BEF III增光片142a所使用的材質(zhì)為PMMA，其表面設(shè)有多個(gè)鋸齒狀的棱鏡結(jié)構(gòu)15可增加光線亮度，雖然BEF III增光片142a具有增光功能，但由于棱鏡結(jié)構(gòu)15為規(guī)律性排列，因此會(huì)有陰影疊紋干涉(Moire)的現(xiàn)象產(chǎn)生，此外，BEF III增光片142a必須搭配上擴(kuò)散片143以及下擴(kuò)散片141一起使用，才能夠發(fā)揮增光效果，并避免棱鏡結(jié)構(gòu)15遭到外力破壞。
請(qǐng)參閱圖2B所示，其為現(xiàn)有技術(shù)DBEF增光片142b的增光原理示意圖。其中，圖的左側(cè)光線直接由導(dǎo)光板11進(jìn)入液晶面板20。圖的右側(cè)光線先經(jīng)過(guò)DBEF增光片142b之后再進(jìn)入液晶面板20，而在液晶面板20的上、下表面分別設(shè)有一上偏極板201以及一下偏極板202，其中上偏極板201與下偏極板202的偏振方向互相垂直。
當(dāng)圖中的左側(cè)光線(P1，P2)碰到下偏極板202時(shí)，由于P1光線的偏振方向與下偏極板202相同，因此可以順利地通過(guò)液晶面板20，而P2光線的偏振方向與下偏極板202垂直，因此無(wú)法通過(guò)下偏極板202。當(dāng)圖中右側(cè)光線(P1，P2)碰到DBEF增光片142b時(shí)，P1光線將順利地通過(guò)DBEF增光片142b和下偏極板202進(jìn)入液晶面板20內(nèi)部，而P2光線則被DBEF增光片142b反射回導(dǎo)光板11內(nèi)部。此時(shí)，P2光線在經(jīng)過(guò)導(dǎo)光板11的散射之后，將再度射出含有P1和P2偏振方向的光線。由于DBEF增光片142b可將P2偏振方向的光線回收再利用，因此增光效果較佳，然而，其缺點(diǎn)在于價(jià)格過(guò)于昂貴。
由上述說(shuō)明可知，若采用圖2A的方式進(jìn)行增光，除了使用BEF III增光片之外，尚需要上、下擴(kuò)散板的配合。因此整體而言，光學(xué)薄膜的成本難以下降，且BEF III和上擴(kuò)散片過(guò)于緊密貼合時(shí)無(wú)法避免陰影疊紋干涉的產(chǎn)生。又若采用圖2B的方式進(jìn)行增光，除了使用DBEF增光片之外，尚需要下擴(kuò)散板的配合。因此其成本將更高。此外，現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行增光片與擴(kuò)散片的組裝時(shí)，擴(kuò)散片容易被刮傷而影響良率。
由于上述原因，使得背光模塊整體的生產(chǎn)成本過(guò)高，不但造成產(chǎn)品的價(jià)格居高不下，也使得制造業(yè)者的獲利無(wú)法提升，影響所及則是造成液晶顯示器的使用率無(wú)法全面的普及化。因此，對(duì)于光電相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)人員而言，莫不致力于提出較佳的解決方案，以期能夠獲得更便宜以及品質(zhì)更佳的背光模塊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有集光功能的背光模塊。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造成本較低的背光模塊。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種容易組裝的背光模塊。
本發(fā)明所揭露的背光模塊用以提供一液晶面板顯示影像時(shí)所需要的背光源，其包括一導(dǎo)光板、一發(fā)光源以及一組擴(kuò)散片。
導(dǎo)光板為可透光的楔形板結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)以壓克力為主。導(dǎo)光板的上表面為出光面并與液晶面板相對(duì)應(yīng)，其一側(cè)表面為入光面。此外，在導(dǎo)光板的下表面則是形成有多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)，其下方則是設(shè)有反射板。
發(fā)光源采用冷陰極管，并以端面照光方式將光線由入光面進(jìn)入導(dǎo)光板內(nèi)部，經(jīng)過(guò)擴(kuò)散點(diǎn)的散射以及反射板的反射之后，由出光面將光線射出。
一組擴(kuò)散片則是重疊放置于出光面上方，每一片擴(kuò)散片包括一片基板，基板的上表面涂布一層光學(xué)擴(kuò)散層，其下表面則是涂布一層背涂層。其中背涂層可以將光線導(dǎo)引進(jìn)入基板，而光學(xué)擴(kuò)散層可以將光線擴(kuò)散并在擴(kuò)散片的上方產(chǎn)生集光效果。
當(dāng)光線由導(dǎo)光板的出光面射出，經(jīng)過(guò)導(dǎo)光板上方的擴(kuò)散片的集光作用之后，其所輸出的背光源的亮度較為均勻，其視角較使用BEF III增光片廣，因此更容易符合TCO 03的平面顯示器安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。此外，以一組擴(kuò)散片重疊放置方式進(jìn)行集光，不僅集光效果佳，并且可以有效降低背光模塊的成本，在組裝的過(guò)程中較不易因擴(kuò)散片的表面被刮傷，而影響良率。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的增光型背光模塊示意圖；圖2A為現(xiàn)有技術(shù)BEF III增光片結(jié)構(gòu)示意圖；圖2B為現(xiàn)有技術(shù)DBEF增光片的增光原理示意圖；圖3為本發(fā)明具有集光功能的背光模塊的示意圖；圖4A為本發(fā)明應(yīng)用于二側(cè)入光的背光模塊實(shí)施例圖；圖4B為本發(fā)明應(yīng)用于直下式背光模塊的實(shí)施例圖；圖5為本發(fā)明擴(kuò)散片的擴(kuò)散與集光原理示意圖；圖6A為本發(fā)明對(duì)于背光模塊進(jìn)行亮度量測(cè)的位置圖；圖6B為本發(fā)明對(duì)于擴(kuò)散片的數(shù)量與亮度增益值的關(guān)系圖；圖7A為本發(fā)明在不同的水平視角下對(duì)液晶面板進(jìn)行亮度量測(cè)的示意圖；圖7B為本發(fā)明在不同的垂直視角下對(duì)液晶面板進(jìn)行亮度量測(cè)的示意圖；表一為本發(fā)明在導(dǎo)光板上方放置不同數(shù)量的擴(kuò)散片，所量測(cè)到背光模塊在不同位置的亮度結(jié)果。
圖號(hào)說(shuō)明10背光模塊11 導(dǎo)光板 111出光面112 入光面 113 擴(kuò)散點(diǎn) 12 發(fā)光源13反射板 14 薄膜141下擴(kuò)散片142 增光片 143 上擴(kuò)散片20 液晶面板
201上偏極板202下偏極板 30 背光模塊31 導(dǎo)光板 311出光面312入光面313擴(kuò)散點(diǎn) 32 發(fā)光源33 擴(kuò)散片331基板332光學(xué)擴(kuò)散層333背涂層334透明樹脂335擴(kuò)散顆粒 34 反射板具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖3所示，其為本發(fā)明具有集光功能的背光模塊30的示意圖，圖中背光模塊30置于一液晶面板20的下方，并提供液晶面板20顯示影像時(shí)所需要的背光源。
本發(fā)明所揭露為一端照式背光模塊30，其包括一導(dǎo)光板31、一發(fā)光源32以及三片為一組的擴(kuò)散片33。導(dǎo)光板31為一可透光的楔形板結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)以壓克力為主，其中導(dǎo)光板31的上表面為出光面311并與液晶面板20相對(duì)應(yīng)，其一側(cè)表面為入光面312，在導(dǎo)光板31的下表面則是形成有多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)313，其下方則是設(shè)有反射板34。發(fā)光源32大多采用冷陰極管，其并以端面照光方式將光線由入光面312射入導(dǎo)光板31內(nèi)部，在經(jīng)過(guò)擴(kuò)散點(diǎn)313的散射以及反射板34的反射之后，光線將由出光面311射出。而擴(kuò)散片33則是重疊放置于出光面311上方，由于擴(kuò)散片33具有擴(kuò)散和集光的功能，因此當(dāng)出光面312射出的光線在經(jīng)過(guò)上述擴(kuò)散片33之后，其所輸出的背光源不僅集光效果佳，亮度也較為均勻。此外，采用本發(fā)明的背光模塊，其視角較使用BEF III增光片廣，因此更容易符合TCO 03的平面顯示器安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。而擴(kuò)散片33的成本遠(yuǎn)低于現(xiàn)有所使用的組合，因此在市場(chǎng)上將更有競(jìng)爭(zhēng)力。
請(qǐng)參閱圖4A所示，本發(fā)明也可以應(yīng)用于二側(cè)入光的背光模塊30a，其中導(dǎo)光板為一可透光的平板結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)以壓克力為主，其出光面311a設(shè)于導(dǎo)光板31a的上表面，其入光面312a則是設(shè)于導(dǎo)光板31a的二側(cè)表面，因此發(fā)光源32a分別由二側(cè)的入光面312a以端光照光方式將光線射入導(dǎo)光板31a內(nèi)部，經(jīng)過(guò)擴(kuò)散點(diǎn)313a的散射以及反射板34a的反射之后由出光面311a射出，再利用三片為一組的擴(kuò)散片33進(jìn)行擴(kuò)散和集光。
請(qǐng)參閱圖4B所示，本發(fā)明也可以應(yīng)用于直下式背光模塊30b，其中導(dǎo)光板31b為一可透光的平板結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)以壓克力為主，其出光面311b設(shè)于導(dǎo)光板31b的上表面，其入光面312b則是設(shè)于導(dǎo)光板31b的下表面，因此發(fā)光源32b所發(fā)射的光線直接由導(dǎo)光板31b下方的入光面312b進(jìn)入，再由導(dǎo)光板31b上方的出光面311b射出，再利用三片為一組的擴(kuò)散片33進(jìn)行擴(kuò)散和集光。
請(qǐng)參閱圖5所示，其為本發(fā)明擴(kuò)散片33的擴(kuò)散與集光原理示意圖，所使用的擴(kuò)散片33是下擴(kuò)散片，然而本發(fā)明以Keiwa所生產(chǎn)的下擴(kuò)散片為例進(jìn)行解說(shuō)，目前擴(kuò)散片33都是以PET、PC或Polyester做為基板331的材料，并在基板331上表面涂布一層光學(xué)擴(kuò)散層332。其下表面則是涂布一層背涂層333。光學(xué)擴(kuò)散層332以及背涂層333主要是由透明樹脂334以及擴(kuò)散顆粒335所組成。其中光學(xué)擴(kuò)散層332的擴(kuò)散顆粒335隨機(jī)分布于透明樹脂334內(nèi)部，而背涂層333的擴(kuò)散顆粒335則是平均分布于透明樹脂334上。背涂層33可以將光線導(dǎo)引進(jìn)入基板331內(nèi)部，并經(jīng)過(guò)光學(xué)擴(kuò)散層332內(nèi)部的擴(kuò)散顆粒335的擴(kuò)散之后，在擴(kuò)散片33的上方產(chǎn)生集光效果。雖然不同的擴(kuò)散片33供貨商，包括Tsujiden，GE等，在擴(kuò)散顆粒的形狀、制造的方法或許會(huì)有所不同，但利用此原理所制成的擴(kuò)散片33均可以達(dá)成類似的擴(kuò)散與集光的效果。擴(kuò)散片33的使用數(shù)目依實(shí)際使用的情況而定，例如光源強(qiáng)度或是面板尺寸，但不以三片為限。
圖6A為本發(fā)明對(duì)于背光模塊30進(jìn)行亮度量測(cè)的位置圖，所量測(cè)的位置選擇在背光模塊30的中心以及靠近背光模塊30的四個(gè)角落處，其目的在于使亮度量測(cè)的結(jié)果更具代表性，量測(cè)條件如下a.發(fā)光源采用TOA公司所生產(chǎn)的冷陰極管。
b.燈管電流7.5mA。
c.擴(kuò)散片規(guī)格Keiwa BS-040的下擴(kuò)散板。
d.反射式燈罩ALSET E60V。
表一為本發(fā)明在導(dǎo)光板上方放置不同數(shù)量的擴(kuò)散片數(shù)量，所量測(cè)到背光模塊在不同位置的亮度結(jié)果。表中顯示導(dǎo)光板從無(wú)擴(kuò)散片到放置四片擴(kuò)散片的情況下，背光模塊在不同位置處所量測(cè)到的亮度值。
圖6B為本發(fā)明對(duì)于擴(kuò)散片的數(shù)量與亮度增益值的關(guān)系圖，其中增益值表示有使用擴(kuò)散片與無(wú)使用擴(kuò)散片時(shí)所量測(cè)到的亮度比值。由圖6B的關(guān)系圖中可知，當(dāng)放置三片以上的擴(kuò)散片時(shí)可獲得不錯(cuò)的集光效果。但考慮到成本與背光模塊的機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，本發(fā)明仍以三片下擴(kuò)散片為最佳實(shí)施例，或是上、下擴(kuò)散片組合而成，此外，擴(kuò)散片的使用數(shù)目依實(shí)際使用的情況而定，但不以三片為限。
圖7A為本發(fā)明在不同的水平視角下對(duì)液晶面板進(jìn)行亮度量測(cè)的示意圖。圖7B為本發(fā)明在不同的垂直視角下對(duì)液晶面板進(jìn)行亮度量測(cè)的示意圖。由圖中可知，本發(fā)明利用三片為一組的下擴(kuò)散片所得到的集光效果與現(xiàn)有技術(shù)利用BEF III增光片所產(chǎn)生的增光效果，在亮度比較上差異不大，但本發(fā)明的視角較使用BEF III增光片廣，因此更容易符合TCO 03的平面顯示器安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。
更重要的是，本發(fā)明不會(huì)有陰影疊紋干涉現(xiàn)象的產(chǎn)生，且使用三片為一組下擴(kuò)散片可大幅降低成本，不僅貨源供應(yīng)無(wú)虞，且在組裝的過(guò)程中較不易因下擴(kuò)散片表面的刮傷，而影響良率。
亮度值

亮度單位nits表一
權(quán)利要求
1.一種具有集光功能的背光模塊，其特征在于，至少包括一導(dǎo)光板，具有一入光面以及一出光面，其中該出光面與該液晶面板相對(duì)應(yīng)；一發(fā)光源，其所發(fā)射的光線經(jīng)由該入光面進(jìn)入該導(dǎo)光板內(nèi)部，再經(jīng)由該出光面將光線射出；以及一組擴(kuò)散片，重疊放置于該導(dǎo)光板的出光面上方，其中該出光面射出的光線，經(jīng)過(guò)上述之一組擴(kuò)散片的集光之后，輸出背光源。
2.如權(quán)利要求1所述的具有集光功能的背光模塊，其特征在于，該入光面設(shè)于該導(dǎo)光板之一側(cè)表面，該發(fā)光源由該側(cè)表面以端面照光方式，將光線射入該導(dǎo)光板內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求1所述的具有集光功能的背光模塊，其特征在于，該入光面設(shè)于該導(dǎo)光板的二側(cè)表面，該發(fā)光源由上述二側(cè)表面以端面照光方式，將光線射入該導(dǎo)光板內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求1所述的具有集光功能的背光模塊，其特征在于，該入光面設(shè)于該導(dǎo)光板的下表面，該發(fā)光源由該下表面直接射入導(dǎo)光板內(nèi)部。
5.如權(quán)利要求1所述的具有集光功能的背光模塊，其特征在于，該發(fā)光源為冷陰極管。
6.如權(quán)利要求1所述的具有集光功能的背光模塊，其特征在于，該擴(kuò)散片包括一片基板，其上表面涂布一層光學(xué)擴(kuò)散層，其下表面涂布一層背涂層。
7.如權(quán)利要求6所述的具有集光功能的背光模塊，其特征在于，該基板的材料選自PET、PC或Polyester三種材料之一。
8.如權(quán)利要求6所述的具有集光功能的背光模塊，其特征在于，該光學(xué)擴(kuò)散層由透明樹脂以及擴(kuò)散顆粒所組成，該擴(kuò)散顆粒任意分布于該透明樹脂內(nèi)部，其可以將光線擴(kuò)散并在該擴(kuò)散片上方產(chǎn)生集光效果。
9.如權(quán)利要求6所述的具有集光功能的背光模塊，其特征在于，該背涂層由透明樹脂以及擴(kuò)散顆粒所組成，該擴(kuò)散顆粒平均分布于該透明樹脂上，其可以將光線導(dǎo)引進(jìn)入該基板內(nèi)部。
10.如權(quán)利要求1所述的具有集光功能的背光模塊，其特征在于，上述之一組擴(kuò)散片包含至少兩片擴(kuò)散片。
全文摘要
一種具有集光功能的背光模塊，包括一導(dǎo)光板、一發(fā)光源以及三個(gè)擴(kuò)散片，其中導(dǎo)光板具有一入光面以及一出光面，其出光面與一液晶面板相對(duì)應(yīng)，發(fā)光源所發(fā)射的光線由入光面進(jìn)入導(dǎo)光板內(nèi)部，再經(jīng)由出光面將光線射出，一組擴(kuò)散片則是重疊放置于出光面上方，其中出光面所射出的光線，先經(jīng)過(guò)上述的一組擴(kuò)散片的集光之后再輸出，以做為液晶面板顯示影像所需的背光源。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1584695SQ20041004557
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月7日
發(fā)明者劉曜旗 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司