[发明专利]聚光模块及背光模组

说明书

【技术领域】

本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种用于液晶显示装置的背光模组及聚光模块。

【背景技术】

液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)具备轻薄、节能、无辐射等诸多优点，因此已经逐渐取代传统的阴极射线管(CRT)显示器。目前液晶显示装置广泛应用于高清晰数字电视、台式计算机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、移动电话、数码相机等电子设备中。

用过笔记本电脑或液晶台式显示器的人都会发现，显示屏存在一定的视角，即从垂直于显示平面的方向(即法线方向)观测电脑或显示器，亮度(业界又称“辉度”)较高；但从偏离法线一定角度观测，会发现亮度不是很高。这也合乎用户的使用要求，因为笔记本电脑或液晶台式显示器通常是个人使用，这要求本来分散的光通过一些方法集中到中心观测的一定角度，使在轴中心辉度大大增加。这种效果是因为液晶显示装置的背光模组中采用了棱镜片(prism film，也称聚光片)，来提高光效率而产生的。

棱镜片，顾名思义，其表面是很多个棱形结构，这些棱形结构通常是结构相同的，而且非常微小，以至于棱镜片在液晶显示装置中看起来像一层薄膜，装在液晶显示装置中不会增加液晶显示装置的厚度，因此，棱镜片有时也被称为棱镜膜，而这些微小棱形结构通常被称为微结构。

如图1所示，为现有技术中棱镜片微结构的光学作用示意图。棱镜片微结构的出射表面通常包括两个相交的斜面，呈倒V字形状。当光源(light source)发出的光线经过扩散片(diffuser)的扩散作用射入到棱镜片，由于棱镜片通常是透明的光密介质，根据光学定律，超过一定角度的光线在经过微结构的出射表面时会发生全反射，光线在棱镜片中发生多次全反射而基本不衰减，发生全反射的光线被重复反射至扩散片，所以光源发出的光线在棱镜片与扩散片之间被多次重复利用，最终以较集中光束以及较高的利用率射出。根据折射和全反射原理，棱镜片的作用让分散的光集中在大约法线附近70度的轴中心范围内出光，而大于70度射出的光又反射回来再次被利用，可使在轴中心亮度增加110％。由于光线最终以较集中的光束出射，所以当使用者以近似液晶面板法线的方向观察液晶面板时，观察到的显示图像的亮度较高；当使用者以一定角度偏离液晶面板法线的方向观察液晶面板时，亮度较低。

图2所示为现有技术中棱镜片的亮度与观察角度的关系示意图，其可用来解释观察到的显示图像的亮度降低的原理。如图中所示，横坐标定义为观察角度，定义为观察者的视线与液晶显示面板的法线之间的夹角。纵坐标定义为该观察角度对应的亮度值(也可称作辉度值)，由图2中所示的曲线可以看出，观察角度越小，则其对应的亮度值就越大；观察角度越大，则其对应的亮度值就越小。通常，把最大亮度值一半的亮度值(即辉度半幅值)对应的观察角度称为“辉度半幅角”，技术上以辉度半幅角来表述棱镜片的集光效果的高低。如果辉度半幅角小，则棱镜片集光效果比较强，如果辉度半幅角大，则棱镜片集光效果比较弱。图2所示是一种辉度半幅角为约28度的棱镜片，对于这种棱镜片，观察角度为0度时，观察到的亮度最大，亮度值大概是136坎德拉/平方米。如果观察角度超过28度，观察到的亮度将小于最大亮度的一半，亮度值大概是68坎德拉/平方米以下。从136坎德拉/平方米变化到68坎德拉/平方米，人眼可以明显感觉到亮度的降低。