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TWI342449B - Backlight module and display device using the same - Google Patents

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TWI342449B
TWI342449B TW095149678A TW95149678A TWI342449B TW I342449 B TWI342449 B TW I342449B TW 095149678 A TW095149678 A TW 095149678A TW 95149678 A TW95149678 A TW 95149678A TW I342449 B TWI342449 B TW I342449B
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    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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Description

100年02月22日孩正替换頁 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明係關於一種背光模組及採用該背光模組之液晶顯 示裝置。 ί先前技術】 [0002] 通常，液晶顯示裝置包括一液晶顯示面板及一背光模組 ，其中該背光模組用於提供該液晶顯示面板所需之光源 〇 [0003] 請參閱圖1，係一種先前技術所揭示之液晶顯示裝置之結 構示意圖’該液晶顯示裝置10包括一液晶顯示面板11及 一背光模組13。該背光模組13與該液晶顯示面板11疊合 設置。 [0004] 該液晶顯示面板π包括一第一偏光片111、_彩色濾光片 基板113、一薄膜電晶體基板115、一夾於該二基板113 、115間之液晶層117及一第二偏光片119。該第一偏光 片111疊合設置於該彩色濾光片基板113遠離該液晶層 11 7 —側，該第二偏光片11 9疊合設置於該薄膜電晶體基 板115遠離該液晶層117—側。該第一偏光片Π1之穿透 軸方向與該第二偏光片119之穿透軸方向互相垂直。 [〇〇〇5] 該背光模組1 3包括一光源1 31 ' —具一出光面1 3 4之導光 板132及一反射板135。該光源131相對該導光板132之一 側面設置，該反射板135疊合設置於該導光板132之底面 〇 [0006] 該光源1 31發出之光線，一部份經該導光板13 2引導直接 表單編號Α0101 第3頁/共16頁 100305862*7-0 LM2449 100年02月22日修正替换 自該出光面134射出，還有一部份自該導光板丨32之底面 洩出後經該反射板135反射回該導光板132，亦自該出光 面134射出。自該出光面134射出之光線依次穿過該第二 偏光片119、該液晶層117及該第一偏光片in。其中， 光線經過該第二偏光片11 9並藉由該第二偏光片119之偏 振作用形成一偏振光。然後該偏振光藉由該液晶層1 1 7之 液晶分子之旋光性’其偏振方向旋轉9 〇度後再自該第一 偏光片111射出。 [0007] 由於經該反射板135反射後之為尊_自然光，故自該背光 模組13之出光面13'4出，#之_鱗:齡鋒:忘:然光，該自然光可
分解為二偏振方向互相垂光及5光 。當該自駐穿舰第^偏振方向與 该第二偏光片119之穿透軸方向一致之p光才能透過該第 二偏光片119，而與該第二偏光片119之#透軸方向相垂 [0008] 直之S光則被該第二偏光片】ip%稗收，從而造成光之損 失，降低整個液晶顯示裝乏*皆糸嫜度％ 【發明内容】 ;丨·' 有鑑於上述内容，有必要提供一種減少光損失、提高顯 示輝度之背光模組。
[0009] 有鑑於上述内容，有必要提供一種減少光損失、提高顯 示輝度之液晶顯示裝置。 [0010] 種背光模組，其包括一光源、一導光板及一光柵片， 該光柵片包括-基底及複數亞波長絲，該複數亞波長 光栅以小於入射光波長之週期平行排列於該基底之表面 095149678 战兑波长光栅包括一金屬層及一電介質層，該金屬層 表單編號A0101 第4百/丛ΐβ右 乐 4 貝/共 16 頁 1003058627-0 13.42449 _
. '· 100年02月22日核正替換"S 設置於該電介質層上。該導光板包括一入光面及一與該 入光面相鄰之底面，該光源相對該導光板之入光面設置 ，該光柵片疊合設置於該導光板之底面，控制亞波長光 栅之週期、金屬層之高度及電介質層之高度以使射向該 光柵片之光線經該光柵片反射後形成具特定偏振方向之 偏振光。 [0011] 一種液晶顯示裝置，其包括一液晶顯示面板及一與該液 晶顯示面板疊合設置之背光模組，該背光模組包括一光 源、一導光板及一光栅片，該光栅月包括一基底及複數 亞波長光柵，該複數亞波長光柵以小於入射光波長之週 期平行排列於該基底之表面。該亞波長光柵包括一金屬 層及一電介質層，該金屬層設置於該電介質層上。其中 ，該導光板包括一入光面及一與該入光面相鄰之底面， 該光源相對該導光板之入光面設置，該光柵片疊合設置 於該導光板之底面，控制亞波長光栅之週期、金屬層之 高度及電介質層之高度以使射向該光柵片之光線經該光 柵片反射後形成具特定偏振方向之偏振光。 [0012] 相較於先前技術，因本發明之背光模組及採用該背光模 組之液晶顯示裝置設置有一光柵片，該光柵片具有將射 向該光柵片之光線反射後形成偏振方向一定之偏振光。 通過設定該光柵片之結構，使得光線經該光柵片反射後 所形成之偏振光大部份為偏振方向與該第二偏光片之穿 透軸方向一致之偏振光。因此自該光柵片反射之光線大 部份可通過該第二偏光片，則通過該第二偏光片之光線 增加，進而使得該液晶顯示裝置之顯示輝度增強。 095149678 表單編號A0101 第5頁/共16頁 1003058627-0 1342449 100年02月22日梭正替换頁 【實施方式】 [0013] 請參閱圖2，係本發明液晶顯示裝置一種較佳實施方式所 揭示之結構示意圖。該液晶顯示裝置20包括一液晶顯示 面板21及一背光模組23，該背光模組23與該液晶顯示面 板21疊合設置。 [0014] 該液晶顯示面板21包括一第一偏光片211、一彩色波光片 基板213、一薄膜電晶體基板215、一夾於該二基板21 3 、215間之液晶層21 7及一第二偏光片219。該第一偏光
片211疊合設置於該彩色濾光片基.板213遠離該液晶層 217—側，該第二偏光片2 ί.9疊合設畫於該薄膜電晶體基 '· . ... ‘ ά. .Ά:. 板215遠離該液晶層21 7— 11之穿透 軸方向與該第二偏光片219嫌起_^^垂直。 [0015] 該背光模組23包括一光源231、一導光_232及一光柵片 235。該導光板232係一透明平板，其包知一入光面233 、一出光面234及一底面236，印出光與該底面236 相對設置，該出光面234及藤為該入光面233 相鄰。該光源231為冷陰極營走rk管，其相對該導光板 232之入光面233設置。該光柵片235疊合設置於該導光 板232之底面236。 [0016] 請一併參閱圖3及圖4，圖3係圖2所示光柵片235之立體示 意圖，圖4係圖3所示IV部份之放大示意圖。該光柵片235 包括一基底237及複數設置於該基底237表面且平行排列 之亞波長光柵239。該亞波長光柵239係截面呈矩形之反 射式衍射光柵，其包括一金屬層2391及一電介質層2393 ，該金屬層2391設置於該電介質層2393上。該金屬層 095149678 表單編號A0101 第6頁/共16頁 1003058627-0 342449 » 100年02月22日俊正替换頁 2391具有高反射特性，其高度為dl，該電介質層2393為 二氡化硅層，其高度為d2。該亞波長光柵239之週期為Λ ，且Λ小於入射光波長λ。 . [0017] 由於該亞波長光柵239之週期Λ小於入射光波長；1，該亞 波長光柵239僅傳輸零級反射光，則該亞波長光栅239之 光學性質相當於一等效介質之性質。根據等效介質理論 及嚴格耦合波理論，通過控制該亞波長光栅239之週期、 該金屬層2391之高度dl及該電介質層2393之高度d2，可 • 得到偏振效果佳之亞波長光栅239。例如，把該亞波長光 柵239之週期Λ設置為0. 2倍入射光波長，把該金屬層 2391之高度dl設置為0. 139倍入射光波長，把該電介質 層2393之高度d2設置為0. 275倍入射光波長，則自然光 經該光柵片235反射後形成具有特定偏振方向之偏振光， 該偏振光之偏振方向平行於該亞波長光柵239之表面（該 偏振方向亦與該第二偏光片21 9之穿透軸方向相同），且 佔該自然光之92. 5%。 φ [0018] 在該液晶顯示裝置2 0中，其光線之光傳播路徑如下：該 光源231發出之光線自該入光面233進入該導光板232， 其中一部份光線經該導光板232引導直接自該出光面234 射出’再依次經過該第二偏光片219、該液晶層217及該 第一偏光片211。還有一部份光線自該底面236洩出後經 該光栅片235反射形成一偏振方向與該第二偏光片219之 穿透軸方向相同之偏振光，再自該出光面234射出。該偏 振光射向5玄第二偏光片219並全部透過該第二偏光片219 ，然後藉由該液晶層217之液晶分子之旋光性，其偏振方 095149678 表單編號A0101 第7頁/共16頁 1003058627-0 1342449 100年02月22日梭正替換茛 向旋轉90度，最後通過該第一偏光片211。 [0019]
相較於先前技術，該液晶顯示裝置20之背光模組23設置 有一光柵片235，射向該光柵片235之光線經該光柵片 235反射後形成偏振方向一定之偏振光。通過設定該光柵 片235之結構，使得光線經該光柵片235反射後所形成之 偏振光大部份為偏振方向與該第二偏光片21 9之穿透軸方 向一致之偏振光。因此自該光柵片235反射之光線大部份 通過該第二偏光片219，則通過該第二偏光片21 9之光線 增加，進而使得該液晶顯示裝置20之顯示輝度增強。 綜上所述，本發明確已符 出專利申請。惟，以上所 ，本發明之範圍並不以上i
爰依法提 佳實施例 熟習本案 [0020] 技藝之人士援依本發明之精神所作之等碑修飾或變化， 皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 ：: [0021] 圖1係一種先前技術所揭示之液晶】顯示裝置之結構示意圖
[0022] 圖2係本發明液晶顯示裝置一種較佳實施方式所揭示之結 構示意圖。 [0023] 圖3係圖2所示光柵片之立It示意圖。 [0024] 圖4係圖3所示IV部份之放大示意圖。 【主要元件符號說明】 [0025] 液晶顯示裝置：20 095149678
表單編號AOHH 第8頁/共16頁 1003058627-0 1342449 • 100年02月22日梭正替换百 [0026] 入光面：2 3 3 [0027] 液晶顯不面板· 21 [0028] 出光面：234 . [0029] 第一偏光片：211 [0030] 光拇片：2 3 5 [0031] 彩色濾光片基板：213 [0032] 底面：2 3 6 ^ [0033] 薄膜電晶體基板：215 [0034] 光柵片：235 [0035] 液晶層：217 [0036] 基底：237 [0037] 第二偏光片：219 [0038] • [0039] 亞波長光柵：239 背光模組：23 [0040] 金屬層：2391 [0041] 光源：2 31 [0042] 電介質層：2393 [0043] 導光板：232 095149678 表單編號A0101 第9頁/共16頁 1003058627-0

Claims (1)

1^42449 100年02月22日核正替換頁 七、申請專利範圍： 1 . 一種背光模組，其包括： 一光源； 一導光板；及 一光柵片，其包括一基底及複數亞波長光柵，該複數亞波 長光栅以小於入射光波長之週期平行排列於該基底之表面 ，該亞波長光柵包括一金屬層及一電介質層，該金屬層設 置於該電介質層上；
其中，該導光板包括一入光面及一與該入光面相鄰之底面 ，該光源相對該導光板之入光設置，...讓光:柵片疊合設置 於該導光板之底面，控制#金屬層之高 度及電介質層之高度以使射醒經該光柵片 反射後形成具特定偏振方向之偏振光。1: 2 .如申請專利範圍第1項所述之背光模組，:矣中該亞波長光 栅係反射式衍射光柵。 \』 3 .如申請專利範圍第1項所述之音羌模組:，其:中該電介質層 .· *' 為二氧化硅層。 4 .如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該金屬層之 高度設置為0. 139倍入射光波長，該電介質層之高度設置 為0.275倍入射光波長。 5 .如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其中該亞波長光 柵之週期設置為0. 2倍入射光波長。 6 . —種液晶顯示裝置，其包括： 一液晶顯示面板；及 一與該液晶顯示面板疊合設置之背光模組，其包括： 095149678 表單編號A0101 第10頁/共16頁 1003058627-0 1342449 • · j— ---- 一 . ' 100年D2月22日梭正替換頁 一光源； 一導光板；及 一光柵>!，其包括一基底及複數亞波長光柵，該複數亞波 長光柵以小於入射光波長之週期平行排列於該基底之表面 . ，該亞波長光栅包括一金屬層及一電介質層，該金屬層設 置於該電介質層上：
10 11 12 095149678 其中，該導光板包括一入光面及一與該入光面相鄰之底面 ，該光源相對該導光板之入光面設置，該光柵片疊合設置 於該爹光板之底面，控制亞波長光柵之週期、金屬層之高 度及電介質層之高度以使射向該光柵片之光線經該光柵片 反射後形成具特定偏振方向之偏振光。 如申凊專利範圍第6項所述之液晶顯示襄置，其中該亞波 長光柵係反射式衍射光栅。 - 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示裝置，其中該電介 質層為二氧化硅層。 如申清專利範圍第6項所述之液晶顯示裝置，其中該金屬 層之向度設置為0. 139倍入射光波長，該電介質層之高度 設置為0.275倍入射光波長。 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示裝置，其中該亞波 長光栅之週期設置為〇. 2倍入射光波長。 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示裝置，其中該液晶 顯示面板包括一彩色濾光片基板、一薄膜電晶體基板及一 失於該二基板間之液晶層。 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示裝置，其令該液晶 顯示面板還包括一第一偏光片及一第二偏光片，該第一偏 光片疊合設置於該彩色濾光片基板遠離該液晶層一侧，該 1003058627-0 表單編號Α0101 第丨丨頁/共16頁 IU2449 100年02月22日梭正替換頁 第一偏光片豐合设置於s玄邊膜電晶體基板遠離該液晶層一 側。 13 .如申清專利把圍第1 2項所述之液晶顯示裝置，其中該第一 偏光片及έ亥第一偏光片之穿透袖方向相互垂直。 14 ·如申請專利範圍第1 3項所述之液晶顯示裝置，其中經該光 柵片反射之偏振光之偏振方向與該第二偏光片之穿透軸方 向一致。
1003058627-0 095149678 表單編號Α0101 第12頁/共丨6頁
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