CN102207278A

CN102207278A - 聚光片及背光模组

Info

Publication number: CN102207278A
Application number: CN2010101361140A
Authority: CN
Inventors: 刘贺强
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-10-05

Abstract

本发明涉及一种聚光片，其包括一聚光板，该聚光板具有相对设置的入光面及出光面。该聚光板具有多个截头锥形通孔，该多个截头锥形通孔贯穿该入光面和出光面，且该多个截头锥形通孔沿该出光面向入光面的方向逐渐变细。该入光面和出光面的至少其中之一及围成该多个截头锥形通孔的表面为反射面。当光线经过该聚光片时只会经该多个截头锥形通孔出射，所以自该聚光片出射的光线所分布的视角范围将会受到该截头锥形通孔的限制而集中于特定视角范围之内，因此该聚光片应用于背光模组时，可满足在较小视角范围内聚集光线的要求。本发明还涉及一种采用该聚光片的背光模组。

Description

聚光片及背光模组

技术领域

本发明涉及一种聚光片，以及一种采用该聚光装置的背光模组。

背景技术

随着液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)产业的蓬勃发展，各种液晶显示面板的产品应用领域不断增加，更轻更薄的产品也不断推陈出新。由于液晶显示面板为非自发性显示面板，因此必须借助背光模组才能发挥显示功能。

请参阅图1，其为现有技术的一种背光模组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包括一用以接收光束的入光面101、与入光面101相对的出光面103以及形成于出光面103的多个长条形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。

请参阅图2，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。所以，自棱镜片10出射的光线仍具有较大的视角，无法满足在较小视角范围内聚集光线的要求。

发明内容

有鉴于此，有必要提出一种可在较小视角范围聚集光线的聚光片及采用该聚光片的背光模组。

一种聚光片，其包括一聚光板，该聚光板具有相对设置的入光面及出光面。该聚光板具有多个截头锥形通孔，该多个截头锥形通孔贯穿该入光面和出光面，且该多个截头锥形通孔沿该出光面向入光面的方向逐渐变细。该入光面和出光面的至少其中之一及围成该多个截头锥形通孔的表面为反射面。

一种背光模组，包括一光源、一反射板及如上所述的聚光片，该反射板与该聚光板的入光面相邻，该光源位于该反射板与该聚光片的入光面之间。

所述聚光片具有多个截头锥形通孔，该入光面和出光面的至少其中之一及围成该截头锥形通孔的表面为反射面，因此，光线经过聚光片的入光面入射时，将只会经该多个截头锥形通孔出射或经过围成该截头锥形通孔的表面反射而出射，自该聚光片出射的光线所分布的视角范围将会受到该截头锥形通孔的限制而集中于特定视角范围之内，因此可满足背光模组在较小视角范围内聚集光线的要求。

所述背光模组利用了该聚光片，因此可满足在较小视角范围内聚集光线的要求。

附图说明

图1是现有技术中背光模组的剖面示意图。

图2是光线在图1中的背光模组的棱镜片内传输的光路图。

图3是本发明第一实施例聚光片的立体示意图。

图4是图3中聚光片的立体分解示意图。

图5是图1中沿V-V的剖面示意图。

图6是本发明第二实施例的聚光片的剖面示意图。

图7是本发明第三实施例聚光片的俯视示意图。

图8是本发明第四实施例聚光片的俯视示意图。

图9是本发明第五实施例背光模组的剖面示意图。

图10是光线在图9中的背光模组内传输的光路图。

图11是图10中的光线自背光模组出射的光线的光强分布图。

图12是本发明第六实施例背光模组的剖面示意图。

主要元件符号说明

聚光片 20，20A，30，40

基板 22，22A

聚光板 24，24A，34，44

入光面 101，222

侧面 248，248A，622

光反射层 250，250A

第一表面 242，242A

第二表面 244，244A

截头锥形通孔 246，342，442

截头锥形面 2462，2462A

背光模组 200，300

框架 11，52

光源 54，64

光线 58

导光板 62

反射板 66

底面 624

出光面 103，626

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。

请参阅图3至图5，本发明第一实施例提供一种聚光片20，用于将光线聚集于一特定的角度范围内。该聚光片20包括一基板22及设置于基板22上的聚光板24。

本实施例中，该基板22为方形或长方形板状结构，该基板22远离该聚光板24的一表面为入光面222，该入光面222为一平坦表面，用来接收入射光束。该基板22的材料一般为透明塑胶材料，如聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate，PMMA)等。该基板22的作用包括支承该聚光板24和引导光线进入聚光板24。

该聚光板24具有与该基板22相匹配的形状，该聚光板24具有一个第一表面242和一个与该第一表面242相对设置的第二表面244。该第一表面242紧贴于该基板22的与该入光面222相对的表面设置。该聚光板24具有多个贯穿该第一表面242和第二表面244的截头锥形通孔246。

如图5所示，该截头锥形通孔246沿第二表面244向第一表面242的方向逐渐变细，即截头锥形通孔246在第二表面244处的开口面积大于其在第一表面242处的开口面积。本实施例中，该截头锥形通孔246的形状为截头四棱锥，其由截头锥形面2462所围成，本实施例中，组成该截头锥形面2462的各个梯形面与第一表面242所成的角度相同。该截头锥形通孔246在第一表面242和第二表面244处的开口均为矩形，优选为正方形。该多个截头锥形通孔246呈阵列式排列，每一截头锥形通孔246与相邻的截头锥形通孔246紧密相连，即每一个截头锥形通孔246在第二表面244的开口的矩形轮廓与其相邻的截头锥形通孔246的开口的矩形轮廓紧密接触。当然，相邻的截头锥形通孔246也可隔开一段距离。

于本实施例中，进一步包括一光反射层250涂布于聚光板24的外表面，即该聚光板24的第一表面242、第二表面244、连接该第一表面242及第二表面244的侧面248以及围成该截头锥形通孔246的截头锥形面2462上均涂布有光反射层250。该聚光板24的材料可以为透明、半透明或不透明的塑胶或其它材料，本实施例中，该聚光板24为聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)。该光反射层250一般为涂布于聚光板24表面的一层较薄的高反射率材料，如铝、银等。

可以理解，在聚光板24的第二表面244也可以省略光反射层250。另外，该聚光板24也可以直接由反射材料制成，并不限于本实施例，这样就不需要于该聚光板24表面涂敷反射层250。

请参阅图6，本发明第二实施例提供一种聚光片20A。该聚光片20A与第一实施例的聚光片20相近似，不同之处在于，聚光片20A包括一个聚光板24A及光反射层250A。该聚光板24A具有一个第一表面242A，一个与该第一表面242A相对设置的第二表面244A，及连接该第一表面242A及第二表面244A的侧面248A。该光反射层250A分布于该第二表面244A、该侧面248A以及围成该截头锥形通孔246A的截头锥形面2462A上，而该聚光板24A邻近于基板22A的第一表面242A并没有被该光反射层250A覆盖。

本实施例中，聚光板24A为透明材料，如聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate，PMMA)。当光线经过第一表面242A进入聚光板24A后，被截头锥形面2462A和第二表面244A的光反射层250A反射回基板22A。另外，当聚光片20A组装于一背光模组时，聚光片20A的侧面248A可能将另外设置具有反射光线或吸收光线的固定板或固定框架，此时，聚光板24A的侧面248A也可暴露在外，而无需设置光反射层250A。

请参阅图7，本发明第三实施例提供一种聚光片30。该聚光片30与第一实施例的聚光片20相近似，不同之处在于，聚光片30具有多个贯穿聚光板34两相对表面的截头锥形通孔342，该截头锥形通孔342的形状为截头六棱锥。优选地，每一截头锥形通孔342与相邻的截头锥形通孔342紧密相连，也就是说，相邻的截头锥形通孔342在聚光板34两相对表面的较大开口的轮廓线紧密接触。除图7所示的排列方式外，该多个截头锥形通孔342在聚光板34两相对表面的较大开口的轮廓线还可以呈一蜂窝状分布。可以理解，本实施例的聚光板34对应于截头锥形通孔342的较小开口的表面(图未示)或者较大开口的表面也可以略去光反射层。

可以理解，该截头锥形通孔342的形状还可以为截头三棱锥或其它类型的截头棱锥形状，并不限于上述实施例。

请参阅图8，本发明第四实施例提供一种聚光片40。该聚光片40与第一实施例的聚光片20相近似，不同之处在于，聚光片40具有多个贯穿聚光板44两相对表面的截头锥形通孔442，该截头锥形通孔442的形状为截头圆锥。优选地，每一截头锥形通孔442与相邻的截头锥形通孔442紧密相连，也就是说，相邻的截头锥形通孔442在聚光板44两相对表面的较大开口的轮廓线紧密接触，本实施例中即相邻的圆形轮廓线相切。可以理解，本实施例的聚光板44对应于截头锥形通孔442的较小开口的表面(图未示)或者较大开口的表面也可以略去光反射层。

请参阅图9，本发明第五实施例提供一种背光模组200。该背光模组200包括一框架52、多个光源54及一个第一实施例中的聚光片20。该框架52是一个一端开口的箱体结构，该框架52的内表面为反射面。该光源54为冷阴极荧光灯，该多个光源54设置在框架52内部。该聚光片20设置在光源12上方并盖住框架52的开口，该聚光片20的基板22与该多个光源54相邻。可以理解，该多个光源54也可以为由多个发光二极管(light emitting diode)组成的发光二极管阵列。

请一并参阅图10，该多个光源54发出光线58，光线自基板22的入光面222进入聚光片20。聚光板24的外表面为反射面，因此，传输至位于聚光板24的第一表面242的开口处的光线，直接穿过该截头锥形通孔246射出聚光片20，或经该截头锥形面2462的反射后射出聚光片20；传输至第一表面242非开口处的光线被光反射层250反射回基板22，然后被基板22反射，或传输至框架52内，并被框架52的内表面反射后再次进入聚光片20，一部分由位于第一表面242的开口射出聚光片20，另一部分被第一表面242反射，如此往复，最终，大部分光线将由位于第一表面242的开口处射出聚光片20。

由于光线均是由聚光板24的截头锥形通孔246射出或由围成该截头锥形通孔246的截头锥形面2462反射而出，因此，自该聚光片20出射的光线所分布的视角范围将会受到截头锥形通孔246的限制，具体地，自该聚光片20出射的光线所分布的视角范围受到组成该截头锥形面2462的各个梯形面与第一表面242的夹角的限制。请参阅图10，为组成截头锥形面2462的各个梯形面与第一表面242的夹角为60°时，该聚光片20的出光侧的出光强度分布图。其中横轴表示聚光片20的出光侧的视角范围，与聚光片20垂直的方向的视角为0°，与聚光片20平行且沿X轴(或Y轴)反方向延伸的方向的视角为-90°，与聚光片20平行且沿X轴(或Y轴)延伸的方向的视角为90°。如图11所示，绝大多数的出射光线集中于视角为-30°至30°的范围之内。因此，本实施例的背光模组200可将出射光线的视角控制在一较小的范围内，从而其具有较高的光线聚集性能。另外，背光模组200的出射光线的视角分布还可根据实际需要由组成截头锥形面2462的各个梯形面与第一表面242的夹角较为自由地调节，组成截头锥形面2462的梯形面与第一表面242的夹角越大，出射光线的视角范围就越小，这使得背光模组200的应用更加广泛。

可以理解，背光模组200还可以包括一设置于光源54与聚光片20之间的扩散板(diffuser)，或将基板22设计为一扩散板，并不限于本实施例。背光模组200还可进一步包括一设置于框架52的底面的反射板，用于反射光源54发出的光线以及自聚光片20反射回的光线。同样可以理解的是，该聚光片20的光反射层250也可以仅分布于该第一表面242及围成截头锥形通孔246的截头锥形面2462，而在聚光片20的侧面248和第二表面244将该聚光板24暴露。该基板22也可以省略，此时聚光片20的第一表面242即可作为入光面，聚光片20仍可起到聚集光线的作用。

请参阅图12，本发明第六实施例提供一种背光模组300。该背光模组300包括一个导光板62、两个光源64、一反射板66及一个第一实施例中的聚光片20。该导光板62包括两个相对的侧面622、一个底面624及一个出光面626，该底面624与该出光面626相对设置且均与该两个侧面622相邻。两个光源64为冷阴极荧光灯，分别邻近于导光板62的两个侧面622设置。反射板66与该底面624相邻，聚光片20与该出光面626相邻设置，且聚光片20的基板22靠近出光面626。本实施例背光模组300的聚光原理与第四实施例背光模组200的聚光原理相同，这里不再赘述。可以理解，光源64也可以为发光二极管等发光装置；光源64也可以仅设置于导光板62的一个侧面，此时，光源64的数量可以为一个；该导光板62也可以省略，光源64发出的光线直接进入聚光片20或经过反射板66的反射后进入聚光片20，并不限于本实施例。

可以理解，第五实施例的背光模组200和第六实施例的背光模组300中的聚光片20还可以为第二至第四实施例的聚光片20A、30或40所代替，并不限于本实施例。

另外，本领域技术人员还可以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之内。

Claims

1.一种聚光片，其包括一聚光板，该聚光板具有相对设置的入光面及出光面，该聚光板具有多个截头锥形通孔，该多个截头锥形通孔贯穿该入光面和出光面，且该多个截头锥形通孔沿该出光面向该入光面的方向逐渐变细，该入光面和该出光面的至少其中之一及围成该多个截头锥形通孔的表面为反射面。

2.如权利要求1所述的聚光片，其特征在于，该截头锥形通孔的形状为截头棱锥或截头圆锥。

3.如权利要求2所述的聚光片，其特征在于，该截头棱锥为截头四棱锥，且该截头锥形通孔在该入光面和该出光面的开口形状为长方形。

4.如权利要求3所述的聚光片，其特征在于，该截头锥形通孔呈矩阵式排列，且每相邻两个截头锥形通孔在出光面的开口的轮廓线紧密接触。

5.如权利要求1所述的聚光片，其特征在于，该聚光片包括涂布于该聚光板表面的反射层，该反射层的表面形成了该反射面。

6.如权利要求5所述的聚光片，其特征在于，该反射层涂布于该聚光板的整个外表面。

7.如权利要求6所述的聚光片，其特征在于，该聚光片进一步包括一个基板，该基板与该入光面相邻设置，用于支承该聚光板。

8.一种背光模组，其包括至少一个光源、一个反射板及如权利要求1至7任一项所述的聚光片，该反射板与该聚光片的入光面相邻，该至少一个光源位于该反射板与该聚光片的入光面之间。

9.如权利要求8所述的背光模组，其特征在于，该至少一个光源的数量为多个，该反射板为一端开口的箱体结构，该箱体结构的内表面为反射面，该多个光源收容于该箱体结构内，该聚光片设置于该箱体结构的开口处。

10.如权利要求8所述的背光模组，其特征在于，该背光模组进一步包括一个导光板，该导光板位于该反射板与该聚光片之间，该导光板包括一个底面及一个与底面相对设置的出光面，一个与底面相邻的侧面，该至少一个光源邻近该侧面设置，该至少一个光源发出的光由该侧面进入导光板并由该出光面出射至该聚光片。