CN101295091A - 一种应用于直下式背光模组的扩散板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于直下式背光模组的扩散板，其装配于条状排列的多个线光源上，该扩散板上设置有相对该多个线光源排列的多个导光结构，该导光结构以该线光源为对称线而呈对称状，并且该导光结构的剖面外形可产生菲涅耳(Fresnel)绕射而且具有一焦轴，并且使得该线光源位于该导光结构的焦轴上，以便该线光源入射该扩散板之后，可以几乎被导向平行地射出，进而可增加穿透率，且由于无需添加扩散剂，其可以增加背光模组光源的利用效率，提高辉度，降低废热，并且可以免除菱镜片、双层增光片的使用，从而大大降低了制造成本。

Description

一种应用于直下式背光模组的扩散板

技术领域

本发明涉及一种扩散板，尤其涉及一种应用于大尺寸面板的直下式背光模组内的扩散板。

背景技术

液晶显示器由于具有轻薄短小、高分辨率、价格低廉等优点，已成为平面显示器的主流。液晶显示器主要由液晶面板(cell)、背光模组、驱动IC等组件组成，液晶显示器通过背光模组来提供可视光源，并且穿透液晶面板以通过驱动IC的控制而形成各种影像。

背光模组的光源可以分成点光源、线光源与面光源三种，其中常见的点光源如有机发光二极管(LED)，线光源如冷阴极管(CCFL)，而常见的面光源则是利用场发射(Field Emission)电极而激发放电气体来产生紫外线，并利用紫外线撞击呈面状的荧光粉以产生面光源。

目前在大尺寸平面显示器中，线光源具有良品率高，制作成本相对低廉的优势而被背光模组广泛采用，请参照图1所示，传统背光模组包含一灯管组1、一扩散板2、一下扩散片3、一菱镜片4与一双层增光片5，该背光模组由该灯管组1来提供线光源，并经过该扩散板2与该下扩散片3的折射与散射而形成均匀的光源，再经过该菱镜片4的导向与该双层增光片5的偏光反射，进而作为大尺寸平面显示器的显示光源。

此传统的背光模组，其通过扩散板2与下扩散片3的双重散射与折射，才能将线光源转换为足够均匀的面光源以作为显示光源，因而其光能耗损相当严重，且会产生相当的废热，并且其须设置菱镜片4与双层增光片5以提高辉度，来使平面显示器的亮度符合所需，然而菱镜片4与双层增光片5的制作不易，成本高昂，而且难以降低制造成本。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于，提供一种扩散板，其可将线光源利用绕射转换为面光源，而避免多次的散射与折射，提高光源利用效率，并减少废热产生。

本发明的次要目的在于，让扩散板应用于背光模块时，可提升辉度而可避免菱镜片与双层增光片的使用，以降低制造成本。

为实现上述目的，本发明提供一种应用于直下式背光模组的扩散板，其装配于条状排列的多个线光源上，该扩散板为平板状，且该扩散板上设置有相对该多个线光源排列的多个导光结构，该多个导光结构分别以对应排列的该线光源为对称线而呈对称状，并且该多个导光结构的剖面外形具有多个弧线面，进而可产生菲涅耳(Fresnel)绕射而且分别具有一焦轴，并使该多个线光源分别位于该多个导光结构的焦轴上。

由此，本发明可让多个线光源通过该多个导光结构，绕射转换为一均匀的面光源，其无需经过多次的折射或反射，所以可以提高光源的利用效率，并减少废热产生，而且其可以提供足够亮的辉度，进而避免菱镜片与双层增光片的使用，以降低制造成本。

附图说明

图1是传统背光模组的结构图，

图2是本发明的扩散板的结构立体图，

图3是本发明的线光源入射导光结构的绕射示意图，

图4是本发明的另一实施例的扩散板的结构立体图，

图5是本发明的另一实施例的扩散板的尺寸推算图，

图6是本发明的另一实施例的线光源入射导光结构的绕射示意图，

图7是本发明的另一实施例的使用于背光模组的结构图。

具体实施方式

为了对本发明的特征、目的及功效，有更加深入地了解与认识，兹列举优选的实施例并配合附图说明如下：

请参照图2与图3所示，本发明为一种扩散板20，其装配于条状排列的多个线光源30上，该多个线光源30可以是冷阴极管，该扩散板20为平板状，且该扩散板20上设置有相对该多个线光源30排列的多个导光结构21，该多个导光结构21分别以对应排列的该线光源30为对称线而呈对称状，且该多个导光结构21的剖面外形具有多个弧线面211，进而产生菲涅耳(Fresnel)绕射而且分别具有一焦轴22，并使该多个线光源30分别位于该多个导光结构21的焦轴22上。

由此，该多个线光源30所射出的光线40在入射该扩散板20后，会产生绕射而且平行于该扩散板20的轴向射出，即该扩散板20可以无需经过多次的折射与反射，即可将线光源30转换为均匀的面光源。

另外，如果要将该多个导光结构21的剖面外形做成为完全符合产生菲涅耳(Fresnel)绕射的形状，其成本高昂且加工困难，请参照图4与图5所示，为了降低制造成本，该多个弧线面211可改为形状近似的斜线面(Sm)212，从而使该多个导光结构21的剖面外形近似于可以产生菲涅耳绕射的形状。然而，不同的斜线面212的角度θ_m，可以依据下列方程式求得。

$\frac{1}{f_m}=(\frac{n}{n_a}-1)\frac{1}{R_m}$

$f_m=\sqrt{{(h+a)}^2+{\left[(m-\frac{1}{2})b\right]}^2}$

${\mathrm{\θ}}_m={\cos }^{-1}\left[\left(\frac{(m-\frac{1}{2})b}{R_m}\right)\right]$

其中m代表不同的斜线面212(由中心往左右算起，不同的斜线面212依序为m＝1、2、3、4...)、n为材料的折射系数、n_a为空气的折射系数、f_m为焦轴22到斜线面212的长度、h为焦轴22到扩散板20的长度(即线光源30中心点到扩散板20的距离)、R_m为斜线面212的垂直延伸线到焦轴22与扩散板20垂直连接线的长度、a为斜线面212到扩散板20底部的长度(即扩散板20的厚度)、b为预定的菲涅耳间距，在加工精度问题可容许下，b越小则产生的菲涅耳(Fresnel)绕射效果越好，而且斜线面212投影到扩散板20的长度恰好为b。

因此，该设计方案在制作上较为容易，而且可以降低制造成本。请再参照图6所示，其让多个线光源30射出的光线40入射该扩散板20后同样会绕射，从而大致朝该扩散板20的轴向射出，即也可将线光源30转换为均匀的面光源，进而达到类似的效果。

请参照图7所示，如果本发明被应用于直下式背光模组时，该扩散板20除了需要对应于该多个线光源30设置之外，该扩散板20的外侧更要设有一下扩散片50，该下扩散片50的作用在于，让面光源适当的散射，以避免绕射所形成的面光源以单一的行进方向而过于刺眼，并且其所制成的显示器，可使各视角的光线较为均匀，而满足显示器的需求。

如上所述，本发明通过导光结构21，让线光源30经绕射转换为均匀的面光源，其无需经过多次的折射或反射，所以可以提高光源利用效率，并减少废热产生，并且应用于其所制成的直下式背光模组时可提供足够亮的辉度，因此，在作为显示器的显示光源时，可避免菱镜片与双层增光片的使用，进而可降低其制造成本。

Claims (4)

1.一种应用于直下式背光模组的扩散板，所述扩散板装配于条状排列的多个线光源(30)上，其特征在于，所述扩散板(20)为平板状，且所述扩散板(20)上设置有相对所述多个线光源(30)排列的多个导光结构(21)，所述多个导光结构(21)分别以对应排列的所述线光源(30)为对称线而呈对称状，而且所述多个导光结构(21)的剖面外形具有多个弧线面(211)，以便产生菲涅耳绕射而且分别具有焦轴(22)，并使所述多个线光源(30)分别位于所述多个导光结构(21)的所述焦轴(22)上。

2.根据权利要求1所述的一种应用于直下式背光模组的扩散板，其特征在于，所述多个弧线面(211)改为形状近似的斜线面(212)。

3.根据权利要求1所述的一种应用于直下式背光模组的扩散板，其特征在于，所述多个线光源(30)是冷阴极管。

4.根据权利要求1所述的一种应用于直下式背光模组的扩散板，其特征在于，所述扩散板(20)的外侧更设有下扩散片(50)，以构成直下式背光模组。

Images