CN101295039A - 背光模组及其光学板 - Google Patents

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Abstract

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长条状V型凸起。该第二表面形成多个球面凹槽，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。本发明还提供一种采用上述光学板的背光模组，该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。背光模组的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。
请参见图1，所示为一种现有的背光模组100，其包括框架11、反射板12、扩散板13、棱镜片14及至少一个发光二极管15。框架11包括一个长方形底板111及四个从该底板111边缘向其同一侧垂直延伸的侧壁113。底板111与多个侧壁113共同形成一腔体115。发光二极管15包括出光部151与基部153，基部153与电路板(图未标)相连并固定于底板111。扩散板13与棱镜片14依次设置于多个侧壁113顶部。反射板12为一个小框体结构，其可配置于框架11内部。反射板12的底部开设有与发光二极管15相对应的通孔(图未标)，发光二极管15的出光部151穿过相应通孔。发光二极管15的基部153顶持该反射板12。
工作时，发光二极管15产生的光线被反射板12反射进入扩散板13，在扩散板13中被均匀扩散后光线继续进入棱镜片14，在棱镜片14的作用下，出射光线发生一定程度的聚集，使背光模组100在特定视角范围内的亮度提高。
然而，由于发光二极管15为点光源，其到达扩散板13上各处的距离大小不相等，位于发光二极管15正上方的扩散板13单位区域所接受光较多，位于发光极管15四周的扩散板13单位区域所接受光较少，因此容易在发光二极管15正上方的区域形成亮区，而在其上方的四周区域形成暗区，影响背光模组100的出光均匀性。为此，通常需在发光二极管15的上方设置反射片17，以控制发光二极管15正上方的出光量。发光二极管15与反射片17的搭配设计，可一定程度上减弱发光二极管15正上方的亮区，但是背光模组100仍然存在出光不均的缺点。
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长条状V型凸起。该第二表面形成多个球面凹槽，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。
一种背光模组，其包括框架、扩散板、至少一个点光源及光学板；该框架包括底板及多个从该底板边缘延伸的相互连接的侧壁，该多个侧壁与该底板形成一个腔体；该至少一个具有出光部的点光源固定于该底板；该扩散板封盖该腔体；该光学板设置于该腔体内，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长条状V型凸起；该第二表面形成多个球面凹槽，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长条状V型凸起以及第二表面形成多个球面凹槽，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凹槽具有变化的表面结构，使得光线在光学板内传输至球面凹槽时，部分原来在未设有球面凹槽的光学板内全反射传播的光线可被球面凹槽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长条状V型凸起，部分原来在未设有长条状V型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，通过长条状V型凸起与球面凹槽的作用，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是一种现有的背光模组的剖视图。
图2是本发明较佳实施例一的背光模组的剖视图。
图3是图2所示背光模组的光学板的立体图。
图4是图3所示光学板另一视角的立体图。
图5是图3所示光学板沿V-V线的剖视图。
图6是本发明较佳实施例二的光学板的剖视图。
图7是本发明较佳实施例三的光学板的剖视图。
图8是本发明较佳实施例四的光学板的俯视图。
图9是本发明较佳实施例五的光学板的俯视图。
图10是本发明较佳实施例六的光学板的俯视图。
图11是本发明较佳实施例七的光学板的立体分解图。
图12是本发明较佳实施例八的光学板的立体分解图。
具体实施例
下面将结合附图及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。
请参见图2，所示为本发明较佳实施例一的背光模组200，其包括一个框架21、一个反射板22、一个扩散板23、一个侧光式点光源25、及一块光学板20。框架21包括一个长方形底板211及四个从底板211边缘向其同一侧垂直延伸并相互连接的侧壁213。四个侧壁213与底板211共同形成一个腔体215。扩散板23设置于多个侧壁213顶部，用于封盖腔体215。腔体215可收容点光源25、反射板22及光学板20等元件。从点光源25发出的光线于腔内215充分混合后可经过扩散板23出射。
请同时参见图3至图5，光学板20为矩形透明板，其包括一个出光面2012及一个与该出光面2012相对的底面2013。底面2013中央开设有光源容纳部2014。光源容纳部2014为从底面2013贯穿至出光面2012的通孔。出光面2012形成有位于光源容纳部2014四周的多个球面凹槽2015。底面2013形成多个长条状V型凸起2016。
本实施例中，多个球面凹槽2015呈规则的阵列式排布，且每个球面凹槽2015为半球形，其中球面半径优选0.01毫米至2毫米，每一球面凹槽2015的深度优选0.01毫米至2毫米。多个长条状V型凸起2016平行排布，且相邻长条状V型凸起2016紧密连接。每个长条状V型凸起2016的顶角θ的较佳取值范围为60至120度。相邻长条状V型凸起2016的间距也优选为0.025毫米至2毫米。光学板20的厚度优选0.5毫米至5毫米，相较于现技术的导光板，具有重量较轻的优点。
请再参阅图2，侧光式点光源25优选为侧光发光二极管，其包括一个基部253与一个固定于基部253上方的出光部251。点光源25通过电路板(未标示)固定于底板211。光学板20设置在腔体215内，其出光面2012面向扩散板23。点光源25的出光部251容纳于光学板20的光源容纳部2014内。反射板22开设有与点光源25对应的通孔221。该反射板22设置在光学板20底面2013的下方，点光源25的出光部251穿过该通孔221。
点光源25从出光部251发出的光线通过光源容纳部2014的内侧壁直接进入光学板20内部。由于球面凹槽2015具有变化的表面结构，使得光线在光学板20内传输至球面凹槽2015时，部分原来在未设有球面凹槽2015的光学板20内全反射传播的光线可被球面凹槽2015调节后沿特定的方向折射出射，例如将部分光线调节至靠近垂直扩散板23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25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2013设置有长条状V型凸起2016，部分原来在未设有长条状V型凸起2016的光学板20内全反射传播的光线可被其调节后从底面2013出射，在反射板22的辅助作用下，此部分光线多次折射后朝向扩散板23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25，点光源25所发射的光线大部分于光学板20内向四周传播，因此点光源被转变成面光源。点光源25正上方的区域将避免出现亮点，此设计为缩小扩散板23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，如图2所示，点光源25的发光部251上方还可设置反射片27。该反射片27可使得点光源25直接正面出射至扩散板23的光线被反射片27减弱，因此可避免在点光源25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25的发光部251上直接设置反射片或反射层以替代反射片27，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在特定的视角范围内具有较高的亮度，在扩散板23的上方还可设置一棱镜片24；为使光束于腔体215内均匀混光和提高光线利用率，该反射板22可进一步包括多个反射侧壁223。另外，本实施例中，设置于底面2013的长条状V型凸起2016阵列的延伸方向可与光学板20的侧边相平行或垂直。该延伸方向也可与光学板20侧边形成一个锐角夹角，此设计可进一步控制出射光的出射角度。同样的考虑，设置于底面2013的长条状V型凸起2016的延伸方向也可与光学板20侧边形成一个锐角夹角。
另外，本实施例的反射板22可省略，尤其当框架21为高反射材料制成或底板211涂覆高反射涂层时。
请参阅图6，本发明较佳实施例二提供一种光学板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：开设于光学板30的底面3013的光源容纳部3014为盲孔。并且，盲孔底部可直接涂覆高反射层，这样，光学板30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3014，无需额外设置反射片即可达到较佳的光学效果。
请参阅图7，本发明较佳实施例三提供一种光学板40。该光学板40与较佳实施例一的光学板20相似，其不同在于：光学板40的长条状V型凸起的顶角以及相邻长条状V型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。被圆角化的长条状V型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40的背光模组的出光均匀性提高。可以理解的是，也可于长条状V型凸起的顶角以及相邻长条状V型凸起形成的底部夹角的其中之一单独进行上述圆角化设计。
请参见图8，本发明较佳实施例四提供一种光学板50。该光学板50与较佳实施例一的光学板20相似，其不同在于：光学板50的出光面5012上的多个球面凹槽5015为随机排布，该随机排布便于球面凹槽5015的制备。
请参阅图9，本发明较佳实施例五提供一种光学板60。该光学板60与较佳实施例一的光学板20相似，其不同在于：光学板60为一个正八边形。
请参阅图10，本发明较佳实施例六提供一种光学板70。该光学板70与较佳实施例一的光学板20相似，其不同在于：光学板70为圆形，光学板70的出光面7012上的多个球面凹槽7015大小不一，且球面凹槽7015距离光源容纳部7014越远，球面凹槽7015的球面半径越大。这样，距离光源容纳部7014较远部分区域的球面凹槽7015可调节相对较多的光线，进一步增加背光模组的均匀性。可以理解，在多个球面凹槽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凹槽与距离光源容纳部较近部分区域的球面凹槽的相对密度，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。
请参见图11，本发明较佳实施例七提供一种组合光学板80。该组合光学板80包括四个光学板单元801。光学板单元801与较佳实施例一的光学板20具有相同的结构。四个光学板单元801相互紧密排布，形成一个大的矩形组合光学板。
请参见图12，本发明较佳实施例八提供一种组合光学板90。该组合光学板90包括两个光学板单元901。每个光学板单元901为一长条形板材，其包括一个出光面9012、一个与该出光面9012相对的底面9013。底面9013开设有三个间隔分布的光源容纳部9014，该光源容纳部9014为从底面9013贯穿至出光面9012的通孔。出光面9012形成有位于该多个光源容纳部9014四周的多个球面凹槽9015。底面9013形成多个V型凸起9016。该两个光学板单元901相互紧密相连，可组合成一个大的光学板。
可以理解，光学板单元上的球面凹槽的排布方式包括阵列排布、阵列间隔排布、随机排布或相对于光学板单元的中心对称分布等，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凹槽和长条状V型凸起可互换设置于出光面和底面，也就是说，在背光模组中，设置有球面凹槽的表面可面向扩散板设置，设置有长条状V型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长条状V型凸起，第二表面形成有多个球面凹槽。
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，上述光学板或单个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点光源。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

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长条状V型凸起，该第二表面形成多个球面凹槽，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。
2.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该多个长条状V型凸起平行排布。
3.如权利要求2所述的光学板，其特征在于：每一长条状V型凸起的顶角为60至120度，相邻长条状V型凸起的间距为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：该光学板的长条状V型凸起的顶角与相邻长条状V型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：该多个球面凹槽呈阵列排布。
6.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该多个球面凹槽大小不一，且球面凹槽距离光源容纳部越远，球面凹槽的球面半径越大。
7.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该光源容纳部为通孔与盲孔之一。
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，该多个光学板单元紧密排布。
9.一种背光模组，其包括框架、扩散板、至少一个侧光式点光源及光学板；该框架包括底板及多个从该底板边缘延伸的相互连接的侧壁，该多个侧壁与该底板形成一个腔体；该至少一个具有出光部的点光源固定于该底板；该扩散板封盖该腔体；该光学板设置于该腔体内，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，其特征在于：该第一表面形成有多个长条状V型凸起，该第二表面形成多个球面凹槽，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，该反射板设有与光源对应的通孔，该反射板设置于该光学板下方，该点光源穿过该反射板相应的通孔。
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