CN101620340A - 背光模组及其光学板 - Google Patents

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Abstract

一种背光模组，其包括框架、光源及光学板，该光源位于该框架内，该光学板设置于该光源上方，该光学板由透明本体构成，其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相互平行的长条状弧形凹槽，该第二表面上交替设置有相互平行的多个长条状弧形凸起及多个长条状V形凸起，且第一表面上的长条状弧形凹槽与第二表面上的长条状弧形凸起及长条状V形凸起相平行。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背光模组及其光学板。
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与设置在该框架11内部的多个光源12、及设置在光源12上方并盖住框架11的扩散板13。
使用时，由多个光源12产生的光线进入扩散板13后被扩散。然而，在经扩散板13扩散后，光线从扩散板13的出射角度变得较为杂乱，使得其在特定视角范围内的亮度不高；并且由于光源12朝其正上方传输的光线较多，扩散板13还是常常难以直接将来自光源12光线扩散均匀，使得从扩散板13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。
为提高背光模组100在特定视角范围内的亮度，以及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，通常在扩散板13上方还设置有一光学板10与一上扩散片14。如图2所示，光学板10包括透明基板101及形成于透明基板101上的棱镜层103。棱镜层103上具有多个长条形V形凸起105。光学板10的长条形V形凸起105可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。上扩散片14可对从光学板10出射的光线作进一步扩散。
然而，光线在光学板10与上扩散片14中传输时，部分光线会被吸收而造成光线损失；并且在光学板10与上扩散片14之间有空气层，其会增加光线在传输过程中的界面数量，增加光线传输的界面损失，降低光线利用率。
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，其包括框架、光源及光学板，该光源位于该框架内，该光学板设置于该光源上方，该光学板由透明本体构成，其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相互平行的长条状弧形凹槽，该第二表面上交替设置有相互平行的多个长条状弧形凸起及多个长条状V形凸起，且第一表面上的长条状弧形凹槽与第二表面上的长条状弧形凸起及长条状V形凸起相平行。
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，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，该第二表面上交替设置有相互平行的多个长条状弧形凸起及多个长条状V形凸起，且第一表面上的长条状弧形凹槽与第二表面上的长条状弧形凸起及长条状V形凸起相平行。
上述背光模组中的光学板由于第一表面上具有多个相互平行的长条状弧形凹槽，第二表面上交替设置有相互平行的多个长条状弧形凸起及多个相互平行的长条状V形凸起，且第一表面上的长条状弧形凹槽与第二表面上的长条状弧形凸起及长条状V形凸起相平行，从而构成变化的曲面结构，其有利于让射入光学板的光线发生特定的折射、反射与衍射等光学作用，进而可使从光学板出射的光线在一特定的视角范围聚集，与此同时，还可使光线发生扩散，以减弱甚至避免光源残影，提高背光模组的出光均匀性，避免了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一所示光学板的立体示意图。
图4是图3所示光学板的沿IV-IV线的剖视图。
图5是测试样品1的光强测试图。
图6是测试样品2的光强测试图。
图7是测试样品3的光强测试图。
图8是本发明较佳实施例二的光学板的剖面示意图。
图9是本发明较佳实施例三的光学板的剖面示意图。
图10是本发明较佳实施例四的背光模组的剖面示意图。
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与图4，所示为本发明较佳实施例一的光学板20，其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具有多个相互平行的长条状弧形凹槽202，第二表面203上交替设置有相互平行的多个长条状柱形凸起204及多个相互平行的长条状V形凸起205，且第一表面201上的长条状弧形凹槽202与第二表面203上的长条状柱形凸起204及长条状V形凸起205相平行。
本实施例中，第一表面201上的长条状弧形凹槽202的截面为半圆弧形。将第一表面201上的相邻两个长条状弧形凹槽202的中心间距记为P1，圆弧半径记为R1，圆弧最大深度记为H1，则P1、R1及H1满足如下关系式：0.025毫米≤P1≤1毫米，P1/4≤R1≤2P1，0.01毫米≤H1≤R1。换而言之相邻两个弧形凹槽202的中心间距P1可为0.025毫米至1毫米，圆弧半径R1可为0.006毫米至2毫米，圆弧最大深度H1可为0.01毫米至2毫米。
第二表面203上的长条状柱形凸起204的截面为半圆弧形。将长条状柱形凸起204的最大宽度记为P2，半径记为R2，则P2及R2满足如下关系式：0.025毫米≤P2≤1.5毫米，P2/4≤R2≤2P2，换而言之柱形凸起204的最大宽度P2可为0.025毫米至1.5毫米，半径R2可为0.006毫米至3毫米；将长条状V形凸起205的最大宽度记为P3，则P3可为0.025毫米至1毫米；将长条状柱形凸起204和该长条状V形凸起205的高度记为H2，则H2满足如下关系式：0.01毫米≤H2≤R2，换而言之长条状柱形凸起204和长条状V形凸起205的高度H2可为0.01毫米至3毫米。此外，该长条状V形凸起205的顶角θ为80度至100度。另外，需要说明的是通过调整长条状V形凸起205的顶角θ的大小，可在一定程上调整光学板20的增光率及出光视角。
光学板20的总体厚度T1可为0.4毫米至4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柱形凸起204以及长条状V形凸起205相应的凹陷结构，以便使光学板20可在单次注塑过程中成型。
光学板20采用注塑成型的方式一体成型，其上的长条状柱形凸起204及长条状V形凸起205和光学板20的其他部分一起形成，因此可使得长条状柱形凸起204以及长条状V形凸起205具有较高的结构强度，同时还能提升长条状柱形凸起204以及长条状V形凸起205和光学板20其他部分的结合力，从而可避免或减少长条状柱形凸起204以及长条状V形凸起205在使用中被损坏的危险。
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，特别选取如表1所列的样品进行对比测试，其结果如图5至图7所示。
表1测试样品
  样品号   样品组成
  1   发光二极管
  2   发光二极管+光学板10
  3   发光二极管+光学板20
分析图5、图6与图7所示结果，发光二极管发出的光为一个中心强度高的亮点；从光学板10中出射的光线会形成两个中心强度高的亮点；而从光学板20出射的光线则扩散成一条长度较长且亮度较均匀的光线带。由此可见，光学板20具备较强的扩散效果。
请参阅图8，所示为本发明较佳实施例二的光学板30。光学板30与较佳实施例一的光学板20相似。其不同在于：第一表面301上的长条状弧形凹槽302的截面为半椭圆形，将相邻两个长条状弧形凹槽302的中心间距记为P4，长条状弧形凹槽302的最大宽度记为P5，最大深度记为H3，光学板30总体厚度记为T，则P4、P5、T2及H3满足如下关系式：0.025毫米≤P4≤1.0毫米，P4/4≤P5≤2P4，0.4毫米≤T2≤4毫米，0.01毫米≤H3≤P5＜T2。换而言之相邻两个长条状弧形凹槽302的中心间距P4可为0.025毫米至1.0毫米，长条状弧形凹槽302的最大宽度P5可为0.06毫米至2毫米，光学板30总体厚度T2可为0.4毫米至4毫米，长条状弧形凹槽302的最大深度H3可为0.01毫米至2毫米。
请参阅图9，所示为本发明较佳实施例三的光学板40。光学板40与较佳实施例一的光学板20相似。其不同在于：第二表面403上的长条状柱形凸起404的截面为半椭圆形。当然，长条状柱形凸起404的截面还可为平滑曲线等其它形状的长条状弧形凸起。
请参见图10，所示为本发明较佳实施例四的背光模组200，其包括上述光学板20、框架21及光源22，该光源22位于该框架21内，该光学板20设置于该光源22上方。
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，例如冷阴极荧光灯与发光二极管，本实施例中为冷阴极荧光灯，该冷阴极荧光灯之间较为紧密排布，且该冷阴极荧光灯与光学板20第二表面203上的长条状V形凸起205及长条状柱形凸起204的相平行。
上述背光模组200中的光学板20的第一表面201靠近光源而第二表面203远离光源22。由于第一表面201上具有多个相互平行的长条状弧形凹槽202，第二表面203上交替设置有相互平行的多个长条状柱形凸起204及多个长条状V形凸起205，且第一表面上的长条状弧形凹槽与第二表面上的长条状弧形凸起及长条状V形凸起相平行，从而构成变化的曲面结构；同时，多个冷阴极荧光灯紧密排布，且该多个冷阴极荧光灯和光学板20第二表面203上的长条状V形凸起205及长条状柱形凸起204相平行，因而有利于让射入光学板20的光线发生特定的折射、反射与衍射等光学作用，进而可使从光学板20出射的光线发生特定的扩散，从而形成亮度较均匀的光亮面。由此可见，上述背光模组200可以减弱甚至避免光源残影，提高背光模组的出光均匀性，避免了采用上扩散片而产生的界面损失，提升光线利用率。当然，当光源22为点光源时，将点光源紧密排布成阵列，可同样达到使用线光源的效果。
可以理解，当光源22之间的间距较大时，可于本发明的背光模组200的光学板20和光源22之间增设一个扩散板，从而可进一步将光线扩散均匀，提升整个背光模组的出光均匀性。
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)

1.一种背光模组，其包括框架、光源及光学板，该光源位于该框架内，该光学板设置于该光源上方，该光学板由透明本体构成，其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，该第二表面上交替设置有相互平行的多个长条状弧形凸起及多个长条状V形凸起，且第一表面上的长条状弧形凹槽与第二表面上的长条状弧形凸起及长条状V形凸起相平行。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：该背光模组进一步包括扩散板，该扩散板设置于该光源和该光学板之间。
3.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：该光源为点光源，且紧密排布成阵列。
4.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，且该线光源和光学板第二表面上的长条状弧形凸起及该长条状V形凸起相平行。
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，该第二表面上交替设置有相互平行的多个长条状弧形凸起及多个相互平行的长条状V形凸起，且第一表面上的长条状弧形凹槽与第二表面上的长条状弧形凸起及长条状V形凸起相平行。
6.如权利要求5所述的光学板，其特征在于：该第一表面上的长条状弧形凹槽的截面为半圆弧形，且相邻两个长条状弧形凹槽的中心间距为0.025毫米至1毫米，该长条状弧形凹槽的半径为0.006毫米至2毫米，该长条状弧形凹槽的最大深度为0.01毫米至2毫米。
7.如权利要求5所述的光学板，其特征在于：该第一表面上的长条状弧形凹槽的截面为半椭圆形，且相邻两个长条状弧形凹槽的中心间距为0.025毫米至1.0毫米，长条状弧形凹槽的最大宽度为0.006毫米至2毫米，长条状弧形凹槽的最大深度为0.01毫米至2毫米。
8.如权利要求5所述的光学板，其特征在于：该第二表面上的长条状弧形凸起的最大宽度为0.025毫米至1.5毫米，长条状弧形凸起的高度为0.01毫米到2毫米。
9.如权利要求5所述的光学板，其特征在于：该第二表面上的长条状V形凸起的顶角为80度至100度，且长条状V形凸起的最大宽度为0.025毫米至1毫米，长条状V形凸起的高度为0.01毫米到2毫米。
10.如权利要求5所述的光学板，其特征在于：该光学板的第二表面上的长条状弧形凸起的截面为半圆弧形和半椭圆形中的一种。
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