CN101609231B - 背光模组及其光学板 - Google Patents

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Abstract

一种背光模组，其包括多个光源、一收容该多个光源的框架及一光学板。光学板由透明本体构成，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。其中，透明本体的第一表面具有多个相互平行的长条状弧形凹槽，该相邻长条状弧形凹槽之间的间距为0.025毫米至1.5毫米。第二表面具有多个相互平行的长条状V形凸起，且光学板第二表面上的多个长条状V形凸起的延伸方向与第一表面上的多个长条状弧形凹槽的延伸方向相交。该相邻长条状V形凸起之间的间距为0.025毫米至1毫米，该光学板的厚度为0.5毫米至3毫米。本发明还提供了该背光模组所采用的光学板。上述背光模组具有提高光线有效利用率、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直下式背光模组及其光学板。
背景技术
请参见图1与图2，所示为一种现有的直下式背光模组100，其包括框架11与设置在该框架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内一般含有散射粒子，用以扩散光线。棱镜片10包括透明基板101、形成于透明基板101上的棱镜层103。棱镜层103上具有多个长条状V型凸起105。
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的长条状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。
然而，在背光模组100中，虽然有扩散板13对光线的扩散作用，但由于光源12朝其正上方传输的光线较多，扩散板13还是常常难以将光线扩散均匀，从而使从棱镜片10出射的光线容易产生光源残影，即出现光强强弱不同的区域。
为避免光源残影的产生从而提高背光模组100出射光的均匀性，通常在棱镜片10的上方还需设置一上扩散片14。然而，光线在上扩散片14中传输时，部分光线会被上扩散片14吸收而造成部分光线损失；并且上扩散片14的使用还将增加光线在传输过程中的界面数量，从而增加光线传输的界面损失，因此上扩散片14的使用会减少光线的利用率，使背光模组100的出光亮度降低。
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、出光均匀的背光模组及其光学板。
一种背光模组，其包括多个光源、一收容该多个光源的框架及一光学板。光学板由透明本体构成，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。其中，透明本体的第一表面具有多个相互平行的长条状弧形凹槽，该相邻长条状弧形凹槽之间的间距为0.025毫米至1.5毫米。第二表面具有多个相互平行的长条状V形凸起，且光学板第二表面上的多个长条状V形凸起的延伸方向与第一表面上的多个长条状弧形凹槽的延伸方向相交。该相邻长条状V形凸起之间的间距为0.025毫米至1毫米，该光学板的厚度为0.5毫米至3毫米。
一种光学板，其由透明本体构成。透明本体包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面。其中，透明本体的第一表面具有多个相互平行的长条状弧形凹槽，该相邻长条状弧形凹槽之间的间距为0.025毫米至1.5毫米。第二表面具有多个相互平行的长条状V形凸起且该光学板第二表面上的多个长条状V形凸起的延伸方向与第一表面上的多个长条状弧形凹槽的延伸方向相交。该相邻长条状V形凸起之间的间距为0.025毫米至1毫米，该光学板的厚度为0.5毫米至3毫米。
上述背光模组中的光学板由于第一表面上的多个长条状弧形凹槽变化的曲面结构与第二表面的具有特定排布的长条状V形凸起变化的曲面结构相配合，让射入光学板的光线可发生特定的折射、反射与衍射等光学作用，从而可使从光学板出射的光线发生扩散，以减弱甚至避免光源残影，提高背光模组的出光均匀性，进而避免采用上扩散片而产生的界面损失，提升光线利用率。
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所示背光模组的光学板的立体图。
图3是本发明较佳实施例的背光模组的剖面示意图。
图4是图3所示背光模组的光学板的立体示意图。
图5是图4所示光学板的光强测试图。
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光学板作进一步的详细说明。
请参见图3，所示为本发明较佳实施例的背光模组200，其包括光学板20和设置于光学板20一侧的扩散板21、多个光源22及用于容纳多个光源22的框架23。光源22为线光源，例如冷阴极荧光灯，可以理解，该光源22也可以为多排直线排列的点光源，例如LED。光源22发出的光线直接或通过框架23反射进入扩散板21，通过扩散板21扩散后进入光学板20。
请参见图4，该光学板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具有多个长条状弧形凹槽202，第二表面203具有多个长条状V型突起204。其中第二表面203上的多个长条状V型突起204的延伸方向与光源22的长度方向或点光源的排列方向相平行。第一表面201的多个长条状弧形凹槽202与第二表面203的多个长条状V型突起204延伸方向分别如X轴、Y轴所示，其延伸方向成一定夹角相交。在本实施例中，优选多个长条状V型突起204的延伸方向与多个长条状弧形凹槽202的延伸方向相互垂直。第一表面201的多个长条状弧形凹槽202之间相互平行。每个长条状弧形凹槽202的竖直截面为圆弧形。将长条状弧形凹槽202中圆弧的半径记为R1，相邻长条状弧形凹槽202的中心间距记为P1，每一长条状弧形凹槽202的最大深度记为H1，则R1、P1及H1满足以下关系式：0.025毫米≤P1≤1.5毫米，P1/4≤R1≤2P1，0.01毫米≤H1≤R1；本实施例中相邻两长条状弧形凹槽202之间的中心间距P1为0.275毫米，每一长条状弧形凹槽202的半径R1为0.1375毫米，每一长条状弧形凹槽202的最大深度H1为0.11毫米。
第二表面203的多个长条状V形凸起204之间相互平行。该V型凸起204用于使从光学板20出射的光线发生聚集作用。多个V型凸起204呈规则阵列紧密排布。每个V型凸起202的顶角为60度至120度。相邻V型凸起204之间的中心距离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/或V型凸起204的中心距离P，可调整光学板20的增光率及/或出光视角。本实施例中，V型凸起204的顶角为60度，相邻V型凸起204之间的中心距离P为0.025毫米。
光学板20的总体厚度T可为0.4毫米至3毫米。光学板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弧形凹槽202以及长条状V形凸起204相应的结构，以便使光学板20可在单次注塑过程中成型。
框架23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。
若背光模组200采用多排直线排列的LED作为光源，则该多排直线排列的LED发光效果与一个均匀发光的面光源相当，其出射光无需再次扩散。此时，扩散板21可以省略。
为进一步验证光学板20可对入射其中的光线起特定的扩散作用，图5示出了一个点光源(图未示)经过光学板20扩散之后点光源光强测试图。该点光源出射的光至光学板20的第一表面201上，第一表面201上的长条状弧形凹槽202可扩散下方光源22的出射光，该出射光通过光学板20的透明本体并在其第二表面203进行二次集光，使得该点光源散射成两线状光源，从而达到光扩散的目的。故当其应用于背光模组时，无需再设置扩散片，从而减少光学板数量，使得界面损失减少，光线的有效利用率得以提高。
本发明的光学板20制造方法如下：首先利用第一刀具于第一模仁加工形成与光学板20的第一表面201的长条状弧形凹槽202延伸方向相同的凹槽，接着将加工完成的第一模仁以电铸制程转制得具有长条状V形凸起的底面模仁；接着，利用第二刀具在模具第二模仁表面加工出相应的V型凹槽以作为顶面模仁。将底面模仁和顶面模仁分别设置于射出成型设备上。然后进行注射成型即可制得该光学板。本制造方法所采用的第二刀具大致为柱状结构，其一端部设有一圆弧，该圆弧的半径及深度根据所需长条状弧形结构大小调整。本制备方法所采用的第二刀具也大致为柱状结构，其一端部设有三角形凸起，该三角形凸起的高度及顶角角度可以根据所需V型凸起的结构调整。
由于光学板20是采用射出压缩成型方式制成，因此其上长条状弧形凹槽202及长条状V形凸起204和光学板20的其他部分一起形成，可使得长条状弧形凹槽202及长条状V形凸起204具有较高的结构强度，同时还能提升长条状弧形凹槽202及长条状V形凸起204和光学板20其他部分的结合力，因此可避免或减少长条状弧形凹槽202及长条状V形凸起204在使用中被损坏的危险。
可以理解，光学板20由于具有极佳的光扩散功能，可作为光扩散板使用。
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 (7)

1.一种背光模组，其包括多个光源、一收容该多个光源的框架及一光学板，该光学板由透明本体构成，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具有多个相互平行的长条状弧形凹槽，该相邻长条状弧形凹槽之间的间距为0.025毫米至1.5毫米；第二表面具有多个相互平行的长条状V形凸起，该相邻长条状V形凸起之间的间距为0.025毫米至1毫米；该光学板的厚度为0.5毫米至3毫米；该透明本体的第二表面上多个长条状V形凸起的延伸方向与第一表面上的多个长条状弧形凹槽的延伸方向相交。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：该光源为线光源，该背光模组还包括一个扩散板，该扩散板位于该光学板一侧。
3.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：该光源为多排直线排列的点光源。
4.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：该透明本体的第二表面上多个长条状V形凸起的延伸方向与第一表面上的多个长条状弧形凹槽的延伸方向相互垂直，该第二表面上的长条状V形凸起的延伸方向与光源轴向平行。
5.一种光学板，其由透明本体构成，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具有多个相互平行的长条状弧形凹槽，该相邻长条状弧形凹槽之间的间距为0.025毫米至1.5毫米；第二表面具有多个相互平行的长条状V形凸起，该相邻长条状V形凸起之间的间距为0.025毫米至1毫米；该光学板的厚度为0.5毫米至3毫米；该光学板第二表面上的多个长条状V形凸起的延伸方向与第一表面上的多个长条状弧形凹槽的延伸方向相交。
6.如权利要求5所述的光学板，其特征在于：该光学板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射出压缩成型而成。
7.如权利要求5所述的光学板，其特征在于：该透明本体的第二表面上多个长条状V形凸起的延伸方向与第一表面上的多个长条状弧形凹槽的延伸方向相互垂直，该长条状V形凸起的顶角为60度。
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