CN101435885B - 背光模组及其棱镜片 - Google Patents

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Abstract

一种棱镜片，其由一个透明本体构成。该透明本体包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面。该透明本体的第一表面具有多个微凹槽，每个微凹槽包括四个依次连接的内侧面，每个内侧面的水平宽度自该第一表面向该透明本体的内部逐渐减小，该透明本体的第二表面具有多个长条状圆弧形凸起。本发明还提供一种采用上述棱镜片的背光模组，该背光模组具有提高光线有效利用率、出光亮度高的优点。

Description

背光模组及其棱镜片
技术领域
本发明涉及一种背光模组及其棱镜片，尤其涉及一种用于液晶显示的背光模组及其棱镜片。
背景技术
请参见图1，所示为一种现有的直下式背光模组100，其包括框架11、设置在框架11内部的多个光源12、依次设置在光源12上方并盖住框架11的一个扩散板13及一个棱镜片10。其中，扩散板13内一般含有用以扩散光线的散射粒子。棱镜片10包括透明基板101、形成于透明基板101上的透镜层103。透镜层103上具有多个长条形V型凸起105。该透镜层103一般是通过在透明基板101上涂布紫外线固化树脂并加以光照固化形成。
使用时，由多个光源12产生的光线进入扩散板13被均匀扩散后，其继续进入棱镜片10，在棱镜片10的长条形V型凸起105的作用下使出射光线发生一定程度的聚集，从而提高背光模组100在特定视角范围内的亮度。
请一并参阅图2与图3，光线在经扩散板13扩散后变得均匀，但也使散射后的光线入射棱镜片10的角度变得较为杂乱。此杂乱光线进入棱镜片10后于V型凸起105界面出射，部分出射光线(如a1、a2)会沿靠近竖直的方向(即与Y轴相平行的方向)聚集，此部分出射光线可提升背光模组100的正面出射亮度；但是，有部分出射光线(如a3、a4)于V型凸起105界面朝靠近水平方向(X轴方向)出射，此部分出射光线未能有效利用；另外，仍有部分光线(如a5、a6)于V型凸起105界面发生折射后又重新进入棱镜片10，此过程光能损失较大。此外，棱镜片10的多个V型凸起105间平行排布，其对光线的聚集作用主要发生在与V型凸起105的延伸方向相垂直的平面；而对与V型凸起105的延伸方向相平行的平面的光线无聚集作用，使该部分光线未能有效利用。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种可提高光线有效利用率、出光亮度高的背光模组及其棱镜片。
一种棱镜片，其由一个透明本体构成，该透明本体包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面。该透明本体的第一表面具有多个微凹槽，每个微凹槽包括四个依次连接的内侧面，每个内侧面的水平宽度自该第一表面向该透明本体的内部逐渐减小，该透明本体的第二表面具有多个长条状圆弧形凸起。
一种背光模组，其包括光源，扩散板及棱镜片，该扩散板及棱镜片依次设于该光源的上方，该棱镜片由一个透明本体构成，该透明本体包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面。该透明本体的第一表面具有多个微凹槽，每个微凹槽包括四个依次连接的内侧面，每个内侧面的水平宽度自该第一表面向该透明本体的内部逐渐减小，该透明本体的第二表面具有多个长条状圆弧形凸起。
上述棱镜片的第一表面具有多个微凹槽、第二表面具有多个长条状圆弧形凸起，由于该棱镜片第一表面上的多个微凹槽具有倾斜表面结构，第二表面的多个长条状圆弧形凸起具有变化的曲面结构，该变化的曲面结构与倾斜表面结构相配合而协同作用于入射该棱镜片的光线，因此可使使用该棱镜片的背光模组提高出射光亮度以及更有效的利用光线。
附图说明
图1是一种现有的背光模组的剖面示意图。
图2是图1所示背光模组的棱镜片的立体图。
图3是图2所示棱镜片沿III-III剖开的光线出射示意图。
图4是本发明较佳实施例一的背光模组的剖面示意图。
图5是图4所示背光模组的棱镜片的立体图。
图6是图4所示背光模组的棱镜片的另一视角立体图。
图7是本发明较佳实施例二的棱镜片的仰视图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的背光模组及其棱镜片作进一步的详细说明。
请参见图4，所示为本发明较佳实施例一的背光模组200，其包括棱镜片20和依次设置于棱镜片20一侧的扩散板23、多个光源22及用于容纳多个光源22的框架21。棱镜片20和扩散板23盖住框架21，光源22发出的光线直接或通过框架21的反射进入扩散板23，在扩散板23扩散后进入棱镜片20进行聚集。
请同时参见图5与图6，棱镜片20由一个透明本体构成，该透明本体包括第一表面201及与第一表面201相对的第二表面203。第一表面201具有多个微凹槽202，第二表面203具有多个长条状圆弧形凸起204。
第一表面201面向扩散板23，其上的微凹槽202用于收敛射入棱镜片20的光线。多个微凹槽202呈规则阵列紧密排布，且微凹槽202的阵列排布方向与棱镜片侧边的夹角为直角。每个微凹槽202包括四个相互连接的内侧面，即微凹槽202为四棱锥形。微凹槽202的内侧面为两两相对的四个等腰三角形，其中一两相对的等腰三角形之间的夹角与另一两相对的等腰三角形之间的夹角可以不同，但最好都在40度至120度的范围内。相邻微凹槽202的中心间距P满足以下关系式：0.025毫米≤P≤1毫米。通过调整该夹角的角度及微凹槽202的长宽比，可调整棱镜片20的增光率及出光视角。
第二表面203背向扩散板23，其上的长条状圆弧形凸起204用于使从棱镜片20出射的光线发生聚集作用。多个长条状圆弧形凸起204呈规则阵列紧密排布。相邻长条状圆弧形凸起204的中心间距P1满足一下关系式：0.025毫米≤P1≤1.5毫米。圆弧形凸起204在垂直方向横截面为扇形面，该扇形面所在圆的半径R满足以下关系式：P1/4≤R≤2P1，每一圆弧形凸起204的最大高度H满足以下关系式：0.01毫米≤H≤R；即当相邻圆弧形凸起204的中心间距P1为0.025毫米至1.5毫米时，每一圆弧形凸起204垂直方向横截面所在圆的半径R可为0.01毫米至3毫米，每一圆弧形凸起204的最大高度H可为0.01毫米至圆弧形凸起204垂直方向横截面所在圆的半径。在本实施例中，圆弧形凸起204的高度H为圆弧形凸起204的垂直方向横截面半圆的半径R，相邻圆弧形凸起204的中心间距P1等于圆弧形凸起204垂直方向横截面半圆的直径。
棱镜片20的总体厚度可为0.5毫米至3毫米。棱镜片20可由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或一种以上的材料注塑成型而成。制备过程中需在模具上设置与长条状圆弧形凸起204相应的凹陷结构以及微凹槽202相应的凸起结构，以便使棱镜片20可在单次注塑过程中成型。
框架21可由具有高反射率的金属或塑料制成，或涂布有高反射率涂层的金属或塑料制成。
光源22可为线光源或点光源，例如发光二极管与冷阴极荧光灯。
由于棱镜片20的第一表面201上的多个微凹槽202具有倾斜表面结构，第二表面203的多个长条状圆弧形凸起204具有变化的曲面结构，该变化的曲面结构与倾斜表面结构相配合而协同作用于入射棱镜片20的光线，因此易于使使用棱镜片20的背光模组200提高出射光亮度以及更有效的利用光线。
具体在本实施例中，当光线从第一表面201进入棱镜片20时，由于第一表面201存在多个微凹槽202，微凹槽202倾斜的表面结构使得光线向垂直于棱镜片20的方向(即Y方向)发生一定程度的收敛；当光线从第二表面203出射时，由于第二表面203存在多个长条状圆弧形凸起204，长条状圆弧形凸起204变化的曲面结构使得出射光线向垂直于棱镜片20的方向进一步聚集，从而可较大程度的提高背光模组200的出光亮度。与此同时，由于第一表面201在光线进入棱镜片20时，将大部分光线收敛至靠近垂直于棱镜片20的方向，故当光线从第二表面202出射对，与棱镜片20相平行方向出射的光线较少，从而减少了再次返回棱镜片20的光线而使更多的光线被有效利用。
另外，本发明的棱镜片20是采用注塑成型的方式一体成型，而传统的棱镜片是采用在透明板上涂布紫外线固化树脂并加以光照固化形成，两者相比，棱镜片20更易实现快速量产及降低成本；而且在使用时，棱镜片20内不存在光线界面损失，具有更高的光线利用率。此外，传统方法在透明板上涂覆树脂膜形成微结构，由于涂覆的树脂膜与透明板结合力一般较低且树脂膜本身难以形成高强度，因此容易导致微结构被刮伤、压损；而本发明采用注塑成型方式与棱镜片20一体成型的长条状圆弧形凸起204以及微凹槽202则相应具有较高的结构强度，可避免或减少在使用中被损坏的危险。
可以理解，第二表面203也可用于面向扩散板23，而使第一表面201背向扩散板23。
请参阅图7，所示为本发明较佳实施例二的棱镜片30。棱镜片30与实施例一的棱镜片20相似，其不同在于：第一表面301的微凹槽302为四棱台形凹槽，且微凹槽302之间有间隙。
可以理解，上述棱镜片中，微凹槽的阵列排布方向与棱镜片侧边的夹角还可为锐角。
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)

1.一种棱镜片，其由一个透明本体构成，该透明本体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：该透明本体的第一表面形成有多个微凹槽，每个微凹槽包括四个依次连接的内侧面，每个内侧面的水平宽度自该第一表面向该透明本体的内部逐渐减小，该透明本体的第二表面形成有多个长条状圆弧形凸起。
2.如权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：多个长条状圆弧形凸起相互平行，相邻长条状圆弧形凸起的中心间距为0.025毫米至1.5毫米。
3.如权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：每一长条状圆弧形凸起垂直方向横截面为扇形面，该扇形面所在圆的半径为0.01毫米至3毫米，每一长条状圆弧形凸起的最大深度为0.01毫米至该扇形面所在圆的半径。
4.如权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：该微凹槽为四棱锥形凹槽或四棱台形凹槽。
5.如权利要求4所述的棱镜片，其特征在于：每个微凹槽的两相对内侧面的夹角为40度至120度。
6.如权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：相邻的微凹槽之间的中心间距为0.025毫米至1毫米。
7.如权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：该棱镜片的厚度为0.5毫米至3毫米。
8.如权利要求1所述的棱镜片，其特征在于：该棱镜片由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或一种以上的材料注塑成型而成。
9.一种背光模组，其包括光源、扩散板及棱镜片，该扩散板及棱镜片依次设于该光源的上方，该棱镜片由一个透明本体构成，该透明本体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：该透明本体的第一表面形成有多个微凹槽，每个微凹槽包括四个依次连接的内侧面，每个内侧面的水平宽度自该第一表面向该透明本体的内部逐渐减小，该透明本体的第二表面形成有多个长条状圆弧形凸起。
10.如权利要求9所述的背光模组，其特征在于：该棱镜片的第一表面面向该扩散板。
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