CN101295034A - 背光模组及其光学板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种背光模组及其光学板。该光学板包括至少一个光学板单元，该光学板单元包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面。该第一表面形成有多个微凸起，每个微凸起包括至少三个相互连接的侧面，每个侧面的水平宽度沿远离该第一表面的方向逐渐缩小。该第二表面形成多个球面凸起，且该第一表面和第二表面其中至少一表面开设有至少一个光源容纳部。采用该光学板的背光模组具有出光均匀的优点。

Description

背光模组及其光学板
技术领域
本发明涉及一种背光模组及其光学板，尤其涉及一种用于液晶显示的背光模组及其光学板。
背景技术
由于液晶显示器面板的液晶本身不具发光特性，因而，为达到显示效果，需给液晶显示器面板提供一面光源装置，如背光模组。背光模组作用是向液晶显示器面板供应亮度充分且分布均匀的面光源。
请一并参见图1与图2，所示为一种现有的背光模组100，其包括一框架101、一反射板102、一扩散板103、一棱镜片104及至少一侧光式发光二极管105。框架101包括一长方形底板1011及四个从该底板1011边缘向其同一侧垂直延伸的侧壁1013。底板1011与四个侧壁1013共同形成一腔体108。发光二极管105设置于底板1011，其包括一个发光部1051。扩散板103与棱镜片104依次设置于多个侧壁1013顶部。反射板102为一个小框体结构，其可配置于框架101内部。该反射板102的底部开设有与发光二极管105相对应的通孔1021，且发光二极管105的发光部1051穿过相应通孔1021向扩散板103发射光束。
工作时，发光二极管105产生的光线进入扩散板103被均匀扩散后，其继续进入棱镜片104，在棱镜片104的作用下使出射光线发生一定程度的聚集作用，以提高背光模组100在特定视角范围内的亮度。
然而，由于发光二极管105为点光源，其到达扩散板103上各处的距离大小不相等，位于发光二极管105正上方的扩散板103单位区域所接受光较多，位于发光极管105周围的扩散板103单位区域所接受光较少，因此容易在发光二极管105正上方形成亮区，而在发光极管105周围的扩散板103区域形成暗区，影响背光模组100的出光均匀性。为此，通常在发光二极管105上或在扩散板103与发光二极管105对应的区域设置反射片107，以控制发光二极管105正上方的出光量。发光二极管105与反射片107的搭配设计，可一定程度上减弱发光二极管105正上方的亮区，但是背光模组100仍然存在出光不均的不足。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种出光均匀的背光模组及其光学板。
一种光学板，其包括至少一个光学板单元，该光学板单元包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面，该第一表面形成有多个微凸起，每个微凸起包括至少三个相互连接的侧面，每个侧面的水平宽度沿远离该第一表面的方向逐渐缩小，该第二表面形成多个球面凸起，且该第一表面和第二表面其中至少一表面开设有至少一个光源容纳部。
一种背光模组，其包括一框架、一扩散板、至少一侧光式点光源及一光学板，框架包括一底板及多个从该底板边缘向远离底板的方向延伸的侧壁，多个侧壁相互连接并与底板形成一腔体，该至少一点光源设于该底板，且点光源包括出光部，扩散板设置于多个侧壁顶部，该光学板包括至少一个光学板单元，该光学板单元包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面，该第一表面形成有多个微凸起，每个微凸起包括至少三个相互连接的侧面，每个侧面的水平宽度沿远离该第一表面的方向逐渐缩小，该第二表面形成多个球面凸起，且该第一表面和第二表面其中至少一表面开设有光源容纳部，该点光源的出光部相应设置于该光源容纳部内。
上述背光模组的光学板的光学板单元包括光源容纳部与第一表面上的多个微凸起以及第二表面形成多个球面凸起，点光源的出光部容纳在光源容纳部。当第二表面面向扩散板时，从点光源发出的光线通过光源容纳部的内侧壁直接进入光学板内部。由于第二表面的球面凸起具有变化的表面结构，使得光线在光学板内传输至球面凸起时，部分原来在未设有球面凸起的光学板内全反射传播的光线可被球面凸起调节后朝向扩散板方向折射出射，从而增加出射光线。进一步地，由于光学板的第一表面设置有微凸起，部分原来在未设有微凸起的光学板内全反射传播的光线可被其调节后从第一表面出射，然后此部分光线可通过多次折射后朝向扩散板出射。因此背光模组的光学利用率也将进一步提高。同理，当第一表面面向扩散板时，通过微凸起与球面凸起的作用，背光模组的光学利用率也将进一步提高。更进一步地，由于采用侧光式点光源，在光学板的作用下，点光源被转变成面光源。采用该光学板的背光模组具有厚度小的优点。
附图说明
图1是现有技术的背光模组的剖面示意图。
图2是图1局部II所示的放大图。
图3是本发明较佳实施例一的光学板的立体图。
图4是图3所示光学板的另一视觉的立体图。
图5是图3所示光学板沿V-V线的剖面示意图。
图6是本发明较佳实施例二的背光模组的剖面示意图。
图7是图6局部VII所示的放大图。
图8是本发明较佳实施例三的光学板的立体图。
图9是图8所示光学板的另一视觉的立体图。
图10是图8所示光学板沿X-X线的剖面示意图。
图11是本发明较佳实施例四的光学板的剖面示意图。
图12是本发明较佳实施例五的光学板的剖面示意图。
图13是本发明较佳实施例六的光学板的俯视图。
图14是本发明较佳实施例七的光学板的俯视图。
图15是本发明较佳实施例八的光学板的俯视图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明的背光模组及其光学板作进一步的详细说明。
请一并参阅图3、图4和图5，本发明较佳实施例一提供一种光学板20。该光学板20呈四方形，其包括多个光学板单元21，该多个光学板单元21为阵列紧密排布。每一光学板单元21包括一个底面213及一个与该底面213相对的出光面215。底面213中央开设有光源容纳部211。本实施例中，该光源容纳部211为从底面213贯穿至出光面215的通孔。底面213形成有多个位于光源容纳部211四周的微凸起214。出光面215形成多个位于光源容纳部211四周的球面凸起216。本实施例中，每个光学板单元21的多个微凸起214与多个球面凸起216于相应的表面上呈矩形排布，且该光源容纳部211的位于该矩形中心。
为达到较好的光学效果，相邻两微凸起214的间距优选0.025毫米至2毫米。本实施例中，微凸起214为正四棱锥状凸起，且微凸起214的其中两相对侧面所成的夹角θ优选60度至120度。球面凸起216的球面半径优选0.01毫米至2毫米，每一球面凸起216的高度优选0.01毫米至2毫米。光学板20的厚度优选0.5毫米至5毫米。
可以理解，微凸起214的形状并不限于四棱锥状凸起，也可为三面锥状凸起、多面锥台状凸起等，即微凸起214的结构可概括为包括至少三个相互连接的侧面，每个侧面的水平宽度沿远离出光面215的方向逐渐缩小。
请一并参阅图6与图7，本发明较佳实施例二提供一背光模组200，该背光模组200包括一框架201、一反射板202、一扩散板203、多个侧光式点光源205以及本发明较佳实施例一所述的光学板20。框架201包括一长方形底板2011及四个从该底板2011边缘向其同一侧垂直延伸的侧壁2013，四个侧壁2013相互连接并与底板2011形成一腔体208。扩散板203设置于多个侧壁2013顶部。多个点光源205设置于底板2011，且每一点光源205具有一个发光部2051。反射板202具有与点光源205对应的多个通孔2021。反射板202与光学板20依次设置于底板2011与扩散板203之间且光学板20的光学板单元21之出光面215面向扩散板203。点光源205的发光部2051分别穿过反射板202的通孔2021并位于光学板20的光源容纳部211。该点光源205优选发光二极管。从点光源205发出的光线于腔体208内充分混合后可经过扩散板203出射。
点光源205从出光部2051发出的光线通过光源容纳部211的内侧壁直接进入光学板20内部。由于球面凸起216具有变化的表面结构，使得光线在光学板20内传输至球面凸起216时，部分原来在未设有球面凸起216的光学板20内全反射传播的光线可被球面凸起216调节后沿特定的方向折射出射，例如将部分光线折射至靠近垂直扩散板203方向的正面方向出射，从而增加正面出射的光线，避免在相邻的点光源205之间的上方产生暗区，提高背光模组200的出光均匀性。进一步地，由于光学板20的底面213设置有微凸起214，部分原来在未设有微凸起214的光学板20内全反射传播的光线可被其调节后从底面213出射，在反射板202的辅助作用下，此部分光线多次折射后朝向扩散板203出射。因此背光模组200的光学利用率也将进一步提高。更进一步地，由于采用侧光式点光源205，点光源205所发射的光线大部分于光学板20内向四周传播，因此点光源205被转变成面光源。点光源205正上方的区域将避免出现亮点，此设计为缩小扩散板203与光学板20之间的距离成为可能，从而，减小背光模组200的厚度。
可以理解，点光源205的发光部2051上方还可设置反射片207。该反射片207可使得点光源205直接正面出射至扩散板203的光线被反射片207减弱，因此可避免在点光源205的正上方的出现亮点，进一步提高背光模组200的出光均匀性。可以理解，还可于点光源205的发光部2051上直接设置反射片或反射层以替代反射片207，同样可达到较佳的光学效果。
可以理解，为使得该背光模组200在特定的视觉范围内具有较高的亮度，还可于扩散板203上设置一棱镜片204。另外，本实施例的反射板202可省略，尤其当框架201为高反射材料制成或底板2011涂覆高反射涂层时，反射板202可略去。
请一并参阅图8、图9与图10，本发明较佳实施例三提供一种光学板30。该光学板30与较佳实施例一的光学板20相似，其不同在于：光学板30为一个光学板单元。该光学板单元包括一个底面313及一个与底面313相对的出光面315。底面313开设有光源容纳部311，该光源容纳部311为从底面313贯穿至出光面315的通孔，且该光源容纳部311开设于底面313的中心。底面313形成有多个位于光源容纳部311四周的微凸起314，该多个微凸起314于底面313呈阵列排布。出光面315形成有多个球面凸起316，该多个球面凸起316于出光面315呈阵列排布。
请参阅图11，本发明较佳实施例四提供一种光学板40。该光学板40与较佳实施例三的光学板30相似，其不同在于：开设于光学板40的底面413的光源容纳部411为盲孔。并且，盲孔底部可直接涂覆高反射层，这样，光学板40应用于背光模组时，点光源的发光部可直接设置于光源容纳部411，无需额外设置反射片即可达到较佳的光学效果。
请参阅图12，本发明较佳实施例五提供一种光学板50。该光学板50与较佳实施例三的光学板30相似，其不同在于：形成于光学板50的底面513的微凸起的两相对侧面的夹角以及相邻微凸起形成的底部夹角均被圆角化，分别形成圆角R1和R2。该R1和R2的圆角的取值范围优选为大于0小于或等于1.1毫米。被圆角化的微凸起可使出射光束的出射角度的变化趋于缓和，使采用光学板50的背光模组的出光均匀性提高。可以理解，圆角也可单独形成可于微凸起的两相对侧面的夹角以及相邻微凸起形成的底部夹角。
请参阅图13，本发明较佳实施例六提供一种光学板60。该光学板60与较佳实施例三的光学板30相似，其不同在于：光学板60的出光面615上的多个球面凸起616为随机排布，该随机排布便于球面凸起616的制备。
请参阅图14，本发明较佳实施例七提供一种光学板70。该光学板70与较佳实施例三的光学板30相似，其不同在于：光学板70为一个正八边形。
请参阅图15，本发明较佳实施例八提供一种光学板80。该光学板80与较佳实施例三的光学板30相似，其不同在于：光学板80为圆形，光学板80的出光面815上的多个球面凸起816大小不一，且球面凸起816与光源容纳部811距离越远，球面凸起816的球面半径越大。这样，距离光源容纳部811较远部分区域的球面凸起816可调节相对较多的光线，进一步增加采用光学板80的背光模组的均匀性。可以理解，在多个球面凸起的球面半径相同的情况下，通过调整距离光源容纳部较远部分区域的球面凸起与距离光源容纳部较近部分区域的球面凸起的相对密度，以使距离光源容纳部较远的部分区域出射相对较多的光线，进一步增加背光模组的均匀性。
可以理解，本发明的光学板也可以是三角形、五边形、六边形或者其他形状，甚至还可为楔形。多个球面凸起可为紧密排布、间隔排布或以光源容纳部为中心对称排布，其中中心对称排布有利于光线在各个方向上均匀分散。
可以理解，本发明光学板的球面凸起和微凸起可互换设置于出光面和底面，也就是说，在背光模组中，设置有球面凸起的表面可面向扩散板设置，设置有微凸起的表面也可面向扩散板设置。综上所述，假设本发明光学板的底面(或出光面)定义为第一表面，与该底面(或出光面)相对的出光面(或底面)定义为第二表面，那么，第一表面形成有多个微凸起，第二表面形成有多个球面凸起。
可以理解，为提高上述背光模组的亮度或用不同颜色的发光二极管混光形成白光，上述光学板或光学板单元的光源容纳部可为多个，以使光学板或光学板单元可对应容纳多个光源

Claims (10)

1.一种光学板，其包括至少一个光学板单元，该光学板单元包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面，其特征在于：该第一表面形成有多个微凸起，每个微凸起包括至少三个相互连接的侧面，每个侧面的水平宽度沿远离该第一表面的方向逐渐缩小，该第二表面形成多个球面凸起，且该第一表面和第二表面其中至少一表面开设有至少一个光源容纳部。
2.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该微凸起为锥形凸起及锥台形凸起之一。
3.如权利要求2所述的光学板，其特征在于：每个锥形凸起的两相对侧面的夹角为60至120度，相邻锥形凸起的间距为0.025毫米至2毫米。
4.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该光学板的微凸起的两相对侧面的夹角与相邻微凸起形成的底部夹角的至少其中之一被圆角化处理。
5.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该多个球面凸起呈阵列排布。
6.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该多个球面凸起大小不一，且球面凸起与光源容纳部距离越远，球面凸起的球面半径越大。
7.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该光源容纳部为盲孔与通孔之一。
8.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该光学板包括多个光学板单元，且该多个光学板单元紧密排布。
9.一种背光模组，其包括一个框架、一个扩散板、至少一个侧光式点光源及一个光学板，该框架包括一个底板及多个从该底板边缘向远离该底板的方向延伸的侧壁，该多个侧壁相互连接并与该底板形成一腔体，该至少一个具有出光部的点光源设于该底板，该扩散板设置于多个侧壁顶部，该光学板包括至少一个光学板单元，该光学板单元包括一个第一表面及一个与该第一表面相对的第二表面，其特征在于：该第一表面形成有多个微凸起，每个微凸起包括至少三个相互连接的侧面，每个侧面的水平宽度沿远离该第一表面的方向逐渐缩小，该第二表面形成多个球面凸起，且该第一表面和第二表面其中至少一表面开设有光源容纳部，该点光源的出光部相应设置于该光源容纳部内。
10.如权利要求9所述的背光模组，其特征在于：该背光模组还包括一反射板，该反射板开设有与点光源对应的通孔，该反射板设置于该光学板下方，该点光源穿过相应通孔。
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