CN1841151A - 背光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种背光模块，尤其是一种把光源置于LCD背面以便均匀照射LCD屏幕的背光模块。本发明包括：光源、把上述光源发射出来的光线加以导引的导光板、把上述光源发射出来的光线范围加以限制的双面胶、以及位于上述光源和导光板之间且可以为光源发射出来的光线提供一定角度的列阵透镜单元。上述列阵透镜包含小透镜、水平安装的第一棱镜片和小透镜、以及和第一棱镜片形成立体角度的第二棱镜片。本发明包括为了传输光源发射出来的光线而提供一定角度且位于上述光源和导光板之间的第一棱镜片和第二棱镜片，上述棱镜片让整个显示屏幕的亮度均匀而充足，而且在第一棱镜片和第二棱镜片表面的小透镜上形成一定的角度时，可以消除莫尔现象。

Description

背光模块
技术领域
本发明涉及一种背光模块，尤其是一种把光源置于LCD背面以便均匀照射LCD屏幕的背光模块。
背景技术
本发明涉及一种背光模块，尤其是一种把光源置于LCD背面以便均匀照射LCD屏幕的背光模块。本发明的目的是提供一种保证整个显示屏幕的亮度均匀性和充足性的背光模块。
本发明涉及一种显示装置用背光模块，尤其是一种可以确保高亮度和广视角的显示装置用背光模块。
采用液晶面板的显示装置(例：手机)通过被称为背光模块(Back-Light Unit)的光源所发射出来的光线照亮面板并显示图像。
该背光模块可以区分为下列两种类型：把光源置于面板的平面底侧，直接照射面板正面的直下式、把线光源或点光源置于面板的单一侧面或多个侧面，把光源反射/扩散到导光板和反射片等部件上的侧光式(SideView Type)。近来，手机之类的显示装置主要使用的是侧光式背光模块。
如图1所示，该侧光式显示装置的背光模块(101)在支撑架(110)的内侧下端安装了光源(121)、导光板(120)及反射片(130)，在导光板(120)的上侧依次配置了扩散片(140)、棱镜片(150)及保护片(170)。
该显示装置用背光模块(101)让灯源(121)发射出来的光线沿着导光板(120)的板面前进，经过反射和漫射后移到导光板(120)上面的扩散片(140)。这时，一部分光线会进入导光板(120)的下面，但是反射片(130)将把它们重新反射到导光板(120)上面的扩散片(140)。
移到扩散片(140)的光线经过扩散片(140)均匀扩散后，如图2所示，在位于棱镜片(150)板面上的三角剖面图案(151)针对导光板(120)板面进行横向折射及聚光。
光线在棱镜片(150)上折射及聚光后，将通过保护片(170)入射到显示装置的面板(103)并在面板(103)上显示图像。
然而在该现有显示装置用背光模块中，由于光线在棱镜片板面上的三角断面形微细图案几乎完全以相对导光板板面横向方式进行折射及反射后聚光，因此如图3中的曲线所示，虽然在视角为0度的位置观看时可以清楚地看到高亮度鲜明图像，但是视角越大，其亮度就会越弱，还会出现莫尔(moire)现象。
而且，在现有技术中把列阵透镜单元***支撑架时，由于无法固定列阵透镜单元而使其摇动。
发明内容
本发明针对上述缺点提供了解决方法。本发明的目的是，针对第一棱镜片和第二棱镜片的峰高(Peak Height)在条带式的长度方向相同时，也就是说重叠使用第一棱镜片和第二棱镜片时出现的光学缺陷，一共一种可以借着第一棱镜片和第二棱镜片的结构变化而改善上述缺陷的背光模块。
本发明的另一个目的是，以第一棱镜片和第二棱镜片重叠的方式排列而组成背光模块时，提供一种可以最大限度地减少个别棱镜片之间的光学缺陷，进而改善莫尔现象的背光模块。
本发明的另一个目的是，提供一种不必在框架使用额外的粘接方法也能把***框架的列阵透镜固定在框架的背光模块。
本发明为了实现上述目的而提供了一种背光模块。本发明背光模块包括：光源、把上述光源发射出来的光线加以导引的导光板、把上述光源发射出来的光线范围加以限制的双面胶(Curtain Tape)、以及为了传输光源发射出来的光线而提供一定角度且位于上述光源和导光板之间的列阵透镜单元。上述列阵透镜包含小透镜(lenslet)、水平安装的第一棱镜片和小透镜、以及和第一棱镜片形成立体角度的第二棱镜片。
本发明的另一个特征是，上述列阵透镜单元在边缘形成突出部，框架则有可以收容上述突出部的凹陷部，以此方式把列阵透镜单元固定在框架上。
本发明的另一个特征是，上述列阵透镜单元具有小透镜、水平安装的第一棱镜片和小透镜，以及和第一棱镜片形成立体角度的第二棱镜片。
本发明的另一个特征是，上述列阵透镜单元具有小透镜、水平安装的水平的第三棱镜片和小透镜、以及和第三棱镜片形成立体角度的第四棱镜片。
本发明的另一个特征是，上述光源和列阵透镜单元之间包含了位于导光板上面的扩散板，该扩散板把从导光板表面出来并以一定方向前进的光线加以漫射，使光线均匀分布到整个导光板表面。
本发明的另一个特征是，上述光源和扩散板之间包含了可以把从导光板下面出来的光线重新反射到导光板的反射板(reflector)。
本发明的另一个特征是，上述第一棱镜片的每单位高度的像素列数是第一个值，上述第二棱镜片的每单位高度的像素列数是第二个值且小于第一个值。
本发明的另一个特征是，上述第一棱镜片的每单位高度的像素列数是第一个值，上述第二棱镜片的每单位高度的像素列数是第二个值且等于第一个值。
本发明的另一个特征是，上述第一棱镜片的小透镜以水平角度为基准倾斜了0-20度。
本发明的另一个特征是，上述第二棱镜片的小透镜以垂直角度为基准倾斜了0-20度。
本发明的另一个特征是，上述第一棱镜片和第二棱镜片的小透镜以水平角度为基准倾斜了4度-5度。
本发明包括了位于上述光源和导光板之间的第一棱镜片和第二棱镜片，上述棱镜片可以为光源发射出来的光线提供一定角度，可以让整个显示屏幕的亮度均匀而充足。在第一棱镜片和第二棱镜片表面的小透镜上维持一定的角度，即可消除莫尔现象。
附图说明
图1是现有显示装置用背光模块的概略剖面图。
图2是图1的棱镜片的放大剖面图。
图3是使用了图1的背光模块时的显示装置视角和亮度曲线。
图4是本发明背光模块的分解斜视图。
图5是适用于本发明背光模块的第一棱镜片和第二棱镜片的状态图。
图6是使用了图4的背光模块时的显示装置视角和亮度曲线。
图7是使用一个棱镜片时的显示装置视角和亮度曲线。
具体实施方式
下面结合图4至图7和实施例对本发明做进一步说明。
图4是本发明背光模块的分解斜视图，图5是适用于本发明背光模块的第一棱镜片和第二棱镜片的状态图，图6是使用了图4的背光模块时的显示装置视角和亮度曲线，图7是使用一个棱镜片时的显示装置视角和亮度曲线。
如图4中显示的是用于手机的背光模块(100)的分解斜视图。本发明实施例中的背光模块(100)包括边框(bezel)(20)、积叠在上述边框(20)上面的反射板(30)、积叠在上述反射板(30)上面并且其侧面备有光源(10)的框架(40)、积叠在上述框架(40)上面的导光板(50)、积叠在上述导光板(50)上面的扩散板(60)、积叠在上述扩散板(60)上面的列阵透镜单元(70)、以及积叠在上述列阵透镜单元(70)上面的双面胶(80)。
上述光源(10)采用的LED(发光二极管)是一种可以半永久性地使用的小型光源，被广泛应用于信息通讯设备和小型便携式终端机的背光照明。
上述边框(20)可以把积叠在框架(40)之间的反射板(30)加以固定，上述反射板(30)可以把从后述的导光板(50)下面出来的光线重新反射到导光板导光板(50)
上述框架(40)作为壳，可以把背光模块的各零件加以固定并使它们形成一体化了的背光。
上述导光板(50)利用透明压克力(或聚碳酸酯(polycarbonate))面板接收来自LED的光线，再通过该压克力表面上具有一定面积和形状的图案把光线均匀地分布在整个屏幕区上。积叠在上述导光板(50)上面的扩散板(60)位于导光板(50)上面，它把由导光板(50)表面以一定方向前进的光线加以漫射，使光线均匀分布到整个导光板(50)表面。
积叠在上述导光板(50)上面的列阵透镜单元(70)由第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)组成，它可以把经过扩散板(60)的光线加以折射及聚光后提高LCD表面的亮度。上述第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)在可视光频带上是透明的，安装在背光模块时为了紧密结合而需要足够柔软，以使用聚碳酸酯、聚脂、PMMA、PVC及Acryl类聚合物等的材料较好。
上述第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)的表面上形成了多个小透镜，该小透镜的形状如图5所示以三角形较为理想。如图7所示，上述小透镜取三角形时亮度增加量将最大，却也会根据垂直和水平视角而出现剧烈的亮度变化。为了在特定应用领域获得垂直和水平视角的亮度集中和亮度变换，我们可以根据需要而选择其它小透镜形状，而且在本发明中如后述内容调整小透镜角度即可克服该缺点。
只使用上述第一棱镜片(72)而不使用第二棱镜片(74)时，对于第一棱镜片(72)的垂直视角的起伏和变化不足以抵消上述液晶显示装置中发生的莫尔现象。由于背光模块(100)上的LCD和第一棱镜片(72)之间的频率差，上述LCD面板和第一棱镜片(72)之间的干涉将引起较强的莫尔现象。
***第二棱镜片(74)即可解决该莫尔现象。经过第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)的组装作业，可以加大视角，被加大的该视角将增强亮度。针对第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)被组合后发生的莫尔现象，我们可以选择第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)的小透镜的节距和每英尺的透镜组(Lensset)数量而减少或消除莫尔条纹。
当第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)具有同一频率时将发生莫尔现象。为了消除该莫尔现象，应该使第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)的空间频率不同。为了获得不同的空间频率，应该让两个棱镜片(72，74)表面的分辨率不同，其方法为使每单位英尺的小透镜数不同，或者使每单位英尺的小透镜高度不同。
上述第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)的空间频率成为整数倍的关系时，将发生频率重叠(补偿现象)，该补偿现象将引起莫尔现象，因此第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)的空间频率应维持非整数倍。
即使让第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)的空间频率呈现非整数倍的关系，如果本发明实施例把LCD安装在背光模块(100)，一定程度的可视性条纹效应或莫尔效应也会在脱离了轴的状态下发生。
因此，为了消除该可视性条纹效应或莫尔效应，需要把第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)以水平轴为基准旋转一定角度，该旋转角度以使上述第一棱镜片(72)的小透镜相对于水平轴旋转0-20度较佳，使上述第二棱镜片(74)的小透镜相对于水平轴旋转90-110度(相对于垂直轴则宜旋转0度-20度)较佳。
关于最适当的旋转角度，第一棱镜片(72)是相对于水平轴旋转4度、第二棱镜片(74)是相对于水平轴旋转94度-95度。
如上述说明，重新分配第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)的小透镜角度，第一棱镜片(72)相对于水平轴旋转4度-5度、第二棱镜片(74)相对于垂直轴旋转4度-5度，即可凭借亮度的阶段性变化而实现扩散效果。
虽然没有在本发明的实施例中图示，上述列阵透镜单元(70)具有小透镜、水平安装的第三棱镜片和小透镜，以及和第三棱镜片形成立体角度的第四棱镜片时效果较佳。如上述说明，增加表面上具有小透镜的棱镜片数量，就能增加亮度并使亮度更加均匀。
如前述述说明一样，为了消除莫尔现象，第一棱镜片-第四棱镜片也应该具备不同的频率，还要使这些频率互相成为非整数倍的关系。
上述第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)的边缘形成突出部(72a，74a)，框架(40)则有可以收容第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)的突出部(72a，74a)的凹陷部(42)，以此方式把第一棱镜片(72)和第二棱镜片(74)固定在框架(40)上。
本发明虽然只针对专利请求范围的内容进行了详细说明，但是在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，这在同一行业人士来说是非常明显的，因此该变形及修改属于本发明的权利要求范围是理所当然的。

Claims (11)

1、一种背光模块，其特征是：包括光源、把上述光源发射出来的光线加以导引的导光板、把上述光源发射出来的光线范围加以限制的双面胶、位于上述光源和导光板之间且可以为上述光源发射出来的光线提供一定角度的列阵透镜单元、以及收容上述列阵透镜单元和导光板的框架。
2、根据权利要求1所述的背光模块，其特征是：上述列阵透镜单元具有小透镜、水平安装的第一棱镜片和小透镜，以及和第一棱镜片形成立体角度的第二棱镜片。
3、根据权利要求2所述的背光模块，其特征是：上述列阵透镜单元具有小透镜、水平安装的水平的第三棱镜片和小透镜、以及和第三棱镜片形成立体角度的第四棱镜片。
4、根据权利要求1所述的背光模块，其特征是：上述光源和列阵透镜单元之间包含了位于导光板上面的扩散板，该扩散板把从导光板表面出来并以一定方向前进的光线加以漫射，使光线均匀分布到整个导光板表面。
5、根据权利要求4所述的背光模块，其特征是：上述光源和扩散板之间包含了可以把从导光板下面出来的光线重新反射到导光板的反射板。
6、根据权利要求2所述的背光模块，其特征是：上述第一棱镜片的每单位高度的像素列数是第一个值，上述第二棱镜片的每单位高度的像素列数是第二个值且小于第一个值。
7、根据权利要求2所述的背光模块，其特征是：上述第一棱镜片的每单位高度的像素列数是第一个值，上述第二棱镜片的每单位高度的像素列数是第二个值且等于第一个值。
8、根据权利要求2所述的背光模块，其特征是：上述第一棱镜片的小透镜以水平角度为基准倾斜了0-20度。
9、根据权利要求2所述的背光模块，其特征是：上述第二棱镜片的小透镜以垂直角度为基准倾斜了0-20度。
10、根据权利要求8或9所述的背光模块，其特征是：上述第一棱镜片和第二棱镜片的小透镜分别以水平轴和垂直轴为基准倾斜了4度-5度。
11、据权利要求1所述的背光模块，其特征是：上述列阵透镜单元在边缘形成突出部，框架则有可以收容上述突出部的凹陷部，以此方式把列阵透镜单元固定在框架上。
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