CN101299113B - 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,该光学板单元包括一个出光面及一个与该出光面相对的底面。该出光面与该底面分别形成有多个微凸起,每个微凸起包括至少三个相互连接的侧面,微凸起的侧面的水平宽度沿背离光学板单元的方向逐渐缩小。该底面开设有至少一个光源容纳部,该光学板于出光面微凸起的顶角、出光面相邻微凸起形成的底部夹角、底面微凸起的顶角以及底面相邻微凸起形成的底部夹角之一或多处进行圆角化处理。本发明还提供一种采用上述光学板的背光模组。上述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

[0001] 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

[0002] 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 充分且分布均勻的面光源。

[0003] 请参见图1,所示为一种现有的背光模组100,其包括框架101、反射板102、扩散板 103、棱镜片104及至少一个发光二极管105。框架101包括一底板1011及多个从该底板 1011边缘向其同一侧垂直延伸的侧壁1013。底板1011与多个侧壁1013共同形成一腔体 (图未标)。发光二极管105包括出光部1051与基部1053,基部1053与电路板(图未标) 相连并固定于底板1011。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。反射板102的底部开设有与发光二 极管105相对应的通孔(图未标),发光二极管105的出光部1051穿过相应通孔。发光二 极管105的基部1053顶持该反射板102。

[0004] 工作时,发光二极管105产生的光线被反射板102反射进入扩散板103,在扩散板 103中被均勻扩散后光线继续进入棱镜片104,在棱镜片104的作用下,出射光线发生一定 程度的聚集,使得背光模组在特定视角范围内的亮度提高。[0005] 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105四 周的扩散板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的出光均勻性。为此,通常需在发 光二极管105的上方设置反射片106,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106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缺点。

发明内容

[0006] 鉴于上述状况,有必要提供一种出光均勻的背光模组及其光学板。

[0007] —种光学板,其包括至少一个光学板单元,该光学板单元包括一个出光面及一个 与该出光面相对的底面。该出光面与该底面分别形成有多个微凸起,每个微凸起包括至少 三个相互连接的侧面,微凸起的侧面的水平宽度沿背离光学板单元的方向逐渐缩小。该底 面开设有至少一个光源容纳部,该光学板于出光面微凸起的顶角、出光面相邻微凸起形成 的底部夹角、底面微凸起的顶角以及底面相邻微凸起形成的底部夹角之一或多处进行圆角 化处理。

[0008] 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设于该底板表面;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,该光学板单元包括一个出光面及一个与该 出光面相对的底面。该出光面与该底面分别形成有多个微凸起,每个微凸起包括至少三个 相互连接的侧面,微凸起的侧面的水平宽度沿背离光学板单元的方向逐渐缩小;该底面开 设有至少一个光源容纳部;该点光源的出光部相应设置于该光源容纳部内,该光学板于出 光面微凸起的顶角、出光面相邻微凸起形成的底部夹角、底面微凸起的顶角以及底面相邻 微凸起形成的底部夹角之一或多处进行圆角化处理。

[0009] 上述背光模组的光学板的光学板单元包括光源容纳部以及出光面与底面上形成 的多个微凸起,点光源的出光部容纳于光源容纳部,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。由于微凸起具有变化的表面结构,使得光线在光学板内传 输至出光面的微凸起时,部分原来在出光面未设有微凸起的光学板内全反射传播的光线可 被微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,由于光学板的底 面也设置有微凸起,部分原来在底面未设有微凸起的光学板内全反射传播的光线可被其调 节后从底面出射,在框架的辅助作用下,此部分光线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。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

[0010] 图1是一种现有的背光模组的结构示意图。

[0011] 图2是本发明较佳实施例一的背光模组的剖面示意图。

[0012] 图3是图2所示背光模组的光学板的立体图。

[0013] 图4是图3所示光学板沿IV-IV线的剖视图。

[0014] 图5是本发明较佳实施例二的光学板的剖面图。

[0015] 图6是本发明较佳实施例三的光学板的剖面图。

[0016] 图7是本发明较佳实施例四的光学板的分解立体图。

[0017] 图8是本发明较佳实施例五的光学板的分解立体图。

具体实施例

[0018] 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。

[0019] 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包括一块长 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217。扩散板23设置于多个侧壁213顶部,用于封盖 腔体217。腔体217用于收容点光源25、反射板22及光学板20等元件。从点光源25发出 的光线于腔体217内充分混合后可经过扩散板23出射。

[0020] 请同时参见图3与图4,光学板20为矩形透明板,其包括一个出光面202、一个与 该出光面202相对的底面203。底面203中央开设有光源容纳部204。光源容纳部204为 从底面203贯穿至出光面202的通孔。出光面202与底面203分别形成有位于光源容纳部204四周的多个微凸起205与206。

[0021] 本实施例中,该多个微凸起205与206分别于出光面202与底面203上呈规则的 阵列式排布,且每个微凸起205与206为正四面锥形凸起,其中微凸起205与206的两相对 侧面的夹角Θ1与θ 2的较佳取值范围为60至120度。如图3所示,沿X轴方向,或沿Y 轴方向排列的相邻微凸起205之间以及相邻微凸起206之间的间距优选为0. 025毫米至2毫米。

[0022] 需要说明的是:微凸起205与206的形状并不限于正四面锥形凸起,也可为三面锥 形凸起,多面锥台形凸起等,即微凸起205与206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微凸起205与206底表面的方向逐渐缩小。

[0023] 请再参阅图2,侧光式点光源25优选为侧光式发光二极管,其包括一个基部253, 一个固定于基部253上方的出光部251与一个设置于出光部251顶端的反射片255。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217内,其出光面202 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204内。反射板 22开设一个对应于点光源25的通孔(未标示)。该反射板设置在光学板20底面203的下 方,点光源25的出光部251穿过该通孔(未标示)。

[0024] 点光源25从出光部251发出的光线通过光源容纳部204的内侧壁直接进入光学 板20内部。由于微凸起205与206具有变化的表面结构,使得光线在光学板20内传输至 微凸起205时,部分原来在出光面202未设有微凸起205的光学板20内全反射传播的光线 可被微凸起205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的出光均勻性。进一步地,由于光学板20的底面203设置有微凸 起206,部分原来在底面203未设有微凸起206的光学板20内全反射传播的光线可被其调 节后从底面203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。

[0025] 可以理解的是: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M ;为使光束于腔体内均勻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。另外需要强调的是:本实施例中,设置于出光 面202的微凸起205阵列的延伸方向(X轴及Y轴方向)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203的微凸起206阵列的延伸方向也可与光学板20侧边 形成一个锐角夹角。

[0026] 另外,本实施例中的反射片255并非侧光式点光源25的必要元件,侧光式点光源 25可采用其它减少从其顶部出射光束的设计,比如,于其顶部涂覆反射层等。

[0027] 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。

[0028] 请参见图5,所示为本发明较佳实施例二的光学板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的光源容纳部304为从底面303向光学板30内 部凹陷的盲孔。采用光学板30的背光模组可搭配一个未设反射元件的侧光式点光源,或者 该反射元件可分开设置于盲孔的顶部。

[0029] 请参见图6,所示为本发明较佳实施例三的光学板40。该光学板40与较佳实施例 二的光学板30相似,其不同在于:光学板40的出光面微凸起405的顶角以及相邻微凸起 405形成的底部夹角均被圆角化,分别形成圆角Rl和R2。该Rl和R2的圆角的取值范围优 选为大于0,且小于或等于1. 1毫米。被圆角化的出光面微凸起405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勻性提高。可以理解的是,本发 明光学板的底面微凸起的顶角以及底面相邻微凸起形成的底部夹角也可以有圆角化的设 计。综上所述,可于以下单处或多处进行上述圆角化设计:出光面微凸起的顶角、出光面相 邻微凸起形成的底部夹角、底面微凸起的顶角以及底面相邻微凸起形成的底部夹角。

[0030] 请参见图7,所示为本发明较佳实施例四的组合光学板50。该组合光学板50包括 四个光学板单元52。光学板单元52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52相互紧密排列,形成一个大的矩形组合光学板。

[0031] 请参见图8,所示为本发明较佳实施例五的组合光学板60。该组合光学板60包括 两个光学板单元62。每个光学板单元62为一长条形板材,其包括一个出光面622、一个与 该出光面622相对的底面623。底面623开设有四个间隔分布的光源容纳部624。出光面 622与底面623分别形成有位于该多个光源容纳部624四周的多个微凸起625与626。该 两个光学板单元62相互紧密相连,可组合成一个大的光学板。

[0032] 可以理解的是:上述本发明光学板单元的形状可为多边形或圆形。光学板单元上 的微凸起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勻分散,而随机排布便于凸起 的制备。

[0033] 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。

[0034] 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 (9)

1. 一种光学板,其包括至少一个光学板单元,该光学板单元包括一个出光面及一个与 该出光面相对的底面,其特征在于:该出光面与该底面分别形成有多个微凸起,每个微凸起 包括至少三个相互连接的侧面,微凸起的侧面的水平宽度沿背离光学板单元的方向逐渐缩 小;该底面开设有至少一个光源容纳部,该光学板于出光面微凸起的顶角、出光面相邻微凸 起形成的底部夹角、底面微凸起的顶角以及底面相邻微凸起形成的底部夹角之一或多处进 行圆角化处理。
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。
4.如权利要求2所述的光学板,其特征在于:同一表面相邻微凸起的间距为0. 025毫 米至2毫米。
5.如权利要求1所述的光学板,其特征在于:出光面或底面的多个微凸起呈阵列排布、 阵列间隔排布或以光源容纳部为中心呈中心对称排布。
6.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。
7.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。
8. 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设于该底板表面;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,该光学板单元包括一个出光面及与一个该出 光面相对的底面,其特征在于:该出光面与该底面分别形成有多个微凸起,每个微凸起包括 至少三个相互连接的侧面,微凸起的侧面的水平宽度沿背离光学板单元的方向逐渐缩小; 该底面开设有至少一个光源容纳部;该点光源的出光部相应设置于该光源容纳部内,该光 学板于出光面微凸起的顶角、出光面相邻微凸起形成的底部夹角、底面微凸起的顶角以及 底面相邻微凸起形成的底部夹角之一或多处进行圆角化处理。
9.如权利要求8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 设有至少一通孔,该反射板设置于该光学板下方,该点光源相应穿过该通孔。
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