[发明专利]复合式扩散板结构、背光模块与液晶显示器

说明书

技术领域

本发明有关于一种复合式扩散板结构、背光模块与液晶显示器，尤指一种可提高亮度与可视角范围的复合式扩散板结构及使用该复合式扩散板结构的背光模块与液晶显示器。

背景技术

由于背光模块尺寸的需求越来越大，而传统中小尺寸的使用的侧光式(Side-light)背光模块逐渐被直下式(Direct-light)的背光模块所取代，侧光式的背光模块由于光源是由导光板侧边打入，光线利用全反射(Total reflection)原理在导光板内部反复的反射、散射来增加光程与均匀度，再藉由光学设计的微结构来破坏全反射将光线均匀的打出导光板后，再经扩散膜增加扩散，并经增亮膜将光线聚光到正向视角后再折射出后提供给本身不发光的液晶面板显示影像所需的光线。侧光式模块因灯管藏在导光板侧边，并由灯罩覆盖，所以人眼不会直接看到灯管，所以均匀性皆较容易由导光板设计来控制，而灯管受限于导光板的厚度，所以亮度都较为不足，需要增加增亮膜来提升辉度，但是最后观看的视角往往因为聚光片的使用后使视角变小，所以便不适合同时多人观看。反观目前LCD-TV主流的直下式的背光模块，因为所需的尺寸越大时，以大型导光板射出平整性与射出机的吨数需求很大不易达成，制作的难度越高，且整体的重量越重，所以常见侧光导光板已经不适用大尺寸电视的需求，且因为面积越大所需要的辉度(Brightness)或亮度需求越高，灯管数相对要多很多，所以侧光式的导光板因无法容下多支灯管，已不能满足现在的大面积且高辉度的需求。大尺寸的液晶电视不再使用需要导光板的侧光式背光模块，目前都采用能使用多灯管的直下式背光模块才能达到高辉度与广视角的电视需求。

背光模块主要提供液晶显示面板一均匀、高亮度的光源，基本原理是将常用的类似点或线型光源，通过简洁有效光机构转化成高亮度且均一辉度的面光源产品。一般侧光式的光学设计结构为利用冷阴极管的线型光源经反射罩进入导光板，转化线光源的分布成均匀的面光源，再经扩散片的均光作用与棱镜片的集光作用以提高光源的亮度与均齐度。

一般来说，光线自光源发出后经一扩散板射出，但由扩散板射出的光的指向性较差，因此必须利用棱镜片(Prism sheet)來修正光的方向，其原理藉由设计的几何结构使光线折射与全反射來达到凝聚光线、提高正面辉度的目的，但经由此方式所得到的背光源由于仅是将大视角光线往小角度收敛来达成增亮效果，所以视角会变小，使得显示器在观看上会出现视角太小的问题，亦即使用者必须在显示器正面的一个小角度范围观看画面，否则将无法清楚欣赏显示器所播放的影像，此即造成使用者相当程度的不便，因此目前也有新式利用多层膜干涉原理达成偏光转换的增亮膜(DBEF)来达成不压缩视角而达全视角增亮的设计。使用直下式背光模块的液晶电视由于背光模块中的多根灯管是直接设置在背光模块的灯箱内，灯管发出的灯光是人眼会直接直视的，所以若仅将灯管放入灯箱而未将光线作均匀设计时就不能当成背光源使用，这样会造成背光模块的均匀不佳，出现明暗的辉度变化，造成所谓的灯管影像与灯管不均匀现象(日本称为MURA)，直下式背光模块的灯源设置情况就如我们直视的日光灯管一样，看到有灯管的地方是最亮，而灯管与灯管中间暗带区的辉度就降的很低，所以直下式背光模块都需要扩散板与多张扩散膜甚至用微结构式扩散膜片来将灯管影像遮掩或扩散开来，达成均匀的背光源目的，唯有这样均匀的背光模块才不会造成液晶画面显示的不均匀现象，本发明的复合式扩散板由于可以将MURA问题降低或消除，未来将可以提供背光模块、广告灯箱、照明灯具、路灯等的扩散板的需要均匀的照明使用需求。

本发明人有感上述缺失之可改善，且依据多年来从事此方面的相关经验，悉心观察且研究，并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述缺失的本发明。

发明内容

本发明在于提供一种可提高亮度与可视角范围的复合式扩散板结构及使用该复合式扩散板结构的背光模块与液晶显示器，其目的在于：在降低电力的环保需求(减少灯管)及降低背光模块厚度(轻、薄)的前提下，依然维持背光模块的光源辉度并提升光线扩散，进而提供液晶显示器较佳的辉度均匀性及较大的观看视角。换言之，本发明在减少灯管或降低背光模块厚度的情况下可以降低或消除MURA的问题。