CN102518982A - 一种背光模组及其制作方法、液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种背光模组及其制作方法、液晶显示装置。一种背光模组，包括导光板，所述导光板出光面覆盖有两层以上不同折射率的材质层。本发明采用了在导光板出光面覆盖不同折射率的涂层，可以有选择的将P光透射，而将S光反射回导光板进行反射、转换，变成P光后便能再次透射，循环往复可以提高P光的透光量，增加光能的利用率，提高了液晶显示的亮度。另外，采用不同折射率的材质层覆盖到导光板的出光面，可以提供多种多样的加工方式，比如可以预先制作好通用贴膜，或者以涂层的形式直接涂布到导光板出光面等方式，工艺简单，并且有利于生产厂商根据自身情况选择成本更低的技术方案，降低生产成本。

Description

一种背光模组及其制作方法、液晶显示装置
技术领域
本发明涉及显示领域，更具体的说，涉及一种背光模组及其制作方法、液晶显示装置。
背景技术
如图1所示，现有的液晶显示装置包括是面板(Panel)和背光模组，而面板(Panel)的上下分别设有彩色滤光片基板和薄膜电晶体基板两块玻璃基板，两块玻璃基板上各帖附一块偏光片。所述偏光片的作用在于对光线的选通，使偏振方向与偏光片偏振方向相同的光线穿过。当背光模组的光线射向下偏光片时，与其偏振方向相同的光线透过，在面板(Panel)中由于液晶具有双折射特性，其不同偏转方向导致光线的偏振的方向发生偏转，最终通过上偏光板时，再经过一次选通。从面板(Panel)射出的光强度是由液晶的偏转方向来控制的，偏光片就相当于一个过滤偏振方向的开关。由于只有跟偏光片方向一致的光线(P光)才能穿过偏光片，那么必然有部分光线无法穿透，造成液晶显示装置的亮度下降，同时也造成光能的浪费。
美国专利US20090185107公开了一种背光模组的结构，该发明在背光模组的出光面加设透镜结构，该透镜结构可以帅筛选P光以通过过偏光片，同时将其余的光线反射回背光模组，通过模组内的光学器件的折射、反射改变偏转方向，然后通过所述透镜结构，如此循环往复，可以提高光线的利用率，但是该透镜结构复杂，制作成本高昂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以制作简单、低成本地提高光线利用率的背光模组及其制作方法、液晶显示装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种背光模组，包括导光板，所述导光板出光面覆盖有两层以上不同折射率的材质层。
优选的，所述不同折射率的材质层为直接涂布在导光板出光面上的涂层。用涂层方式工艺简单，可以采用便宜的材料制作，降低生产成本。
优选的，所述每个不同折射率的材质层的厚度一致。厚度一致可以方便简化加工工艺。
优选的，所述涂层为紫外线固化剂，所述各层的紫外线固化剂的折射率至少含有两种以上不同折射率。涂层选用价格便宜的紫外线固化剂材料，可以进一步降低成本。
一种背光模组的制作方法，包括步骤A：在导光板的出光面覆盖两层以上不同折射率的材质层。
优选的，所述步骤A中，在导光板成形后，在导光板的出光面涂布或滚压多层不同折射率的材质层。用涂布或滚压方式工艺简单，可以采用便宜的材料制作，降低生产成本。
优选的，所述步骤A中，所述多层不同折射率的材质可藉由紫外线、红外线、或自然冷却的固化方式中的一种或多种进行固化，可根据具体实施条件选用最经济的冷却方式，能进一步降低成本。共压成型的方式可能简化生产工序，进一步降低成本。同时，也能获得更薄的涂层，可以在有限的空间内，形成多层结构的涂层，增强光线的筛选效果，而且材质层之间的结合更牢固，平整度高、一致性好。
优选的，所述步骤A中，在导光板成形后，将不同折射率的材质层贴合到所述导光板的出光面，这样可以采用平行作业的方式，一边制作背光模组，另外一边制作贴膜，提高生产效率。
优选的，所述步骤A中，将多层不同折射率的材质层跟导光板一次性共压成形，然后藉自然冷却的方式进行固化。共压成型的方式可以在导光板的制作过程中形成所述涂层，能简化生产工序，进一步降低成本。同时，也能获得更薄的涂层，可以在有限的空间内，形成多层结构的涂层，增强光线的筛选效果。
优选的，所述步骤A中，所述多层不同折射率的材质可藉由自然冷却的方式进行固化。此为一种共压成型的材质层的固化方式。
一种液晶显示装置，包括上述的背光模组。
本发明采用了在导光板出光面覆盖不同折射率的涂层，可以有选择的将P光透射，而将S光反射回导光板进行反射、转换，变成P光后便能再次透射，循环往复可以提高P光的透光量，增加光能的利用率，提高了液晶显示的亮度。其制作工艺更为简单，在能实现增加光能的利用率，提高了液晶显示的亮度的前提下显著地降低了加工成本。
另外，采用不同折射率的材质层覆盖到导光板的出光面，可以提供多种多样的加工方式，比如可以预先制作好通用贴膜，或者以涂层的形式直接涂布到导光板出光面等方式，工艺简单，并且有利于生产厂商根据自身情况选择成本更低的技术方案，降低生产成本。
附图说明
图1是液晶显示装置的结构示意图；
图2是P光和S光在不同入射角的反射效果示意图；
图3是侧边式背光模组中光线在导光板中的偏振状态随传播具体变化的示意图；
图4是本发明涂层示意图；
图5是本发明采用滚压成型方式制作LGP上多层结构的涂层的方法示意图；
其中：1、彩色滤光片基板；2、薄膜电晶体基板；31、上偏光板；32、下偏光板；4、光学膜片；5、导光板(LGP)；6、反射片；7、LED。
具体实施方式
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，液晶显示装置包括是面板(Panel)和背光模组，而面板(Panel)的上下分别设有彩色滤光片基板1和薄膜电晶体基板2，彩色滤光片基板1的出光面上设有上偏光板31，薄膜电晶体基板2的入光面设有下偏光板32。在侧入式的背光模组中，LED7发出的光通过导光板5的及其底部的反射片6进行多次反射，从导光板5的出光面折射出去，经过光学膜片4的扩散均光后进入下偏光板32。
在液晶显示装置中，偏光片的作用在于对光线的选通，使偏振方向与偏光片偏振方向相同的光线穿过。当背光模组的光线射向下偏光片时，与其偏振方向相同的光线透过，在面板(Panel)中由于液晶具有双折射特性，其不同偏转方向导致光线的偏振的方向发生偏转，最终通过上偏光板31时，再经过一次选通。从面板(Panel)射出的光强度是由液晶的偏转方向来控制的，偏光片就相当于一个过滤偏振方向的开关。
在如此的工作原理之下，如果要进入面板(Panel)的光线中，其偏振方向与下偏光片偏振方向相同的比例越多，则透过下偏光板32则越多，这样就增加了光线的利用率。简单的说可以通过改变背光源的偏振状态，来提升效率。
如图2所示，对于侧边式背光模组，光在导光板5中传播时，由于P光和S光不同入射角时反射率不同，所以会造成不同程度的偏极化状态。
如图3所示，对于侧边式背光模组，由于光线的传播距离不同，与导光板5(LGP)中反射光的角度分布不同，最终造成的结果就是导光板5中出来的光线不同位置的偏振状态会存在差异，从图中可以看出，传播距离距离LED7光源越远，极化现象越轻微。如果出光与面板(Panel)的下偏光片方向相同，则出光的效率就会提升。
如图4所示，根据上述研究，本发明的液晶显示装置及其背光模组中，在所述导光板5出光面覆盖两层以上不同折射率的材质层。下面结合具体实施方式进一步阐释本发明构思：
实施例一
所述不同折射率的材质层为预先制作的不同折射率的贴膜，然后采用多层贴膜的方式将所述不同折射率的贴膜覆盖到导光板出光面。所述贴膜的厚度可以一致，以简化加工工艺。
实施例二
所述不同折射率的材质层为直接涂布或滚压在导光板出光面上的涂层。该涂层可以选用紫外线固化剂等价格便宜的材料，采用印刷机、滚压等方式涂布到导光板的出光面，然后视材料的种类采用紫外线或者红外线等光源进行固化，当然对于可以常温下固化的材质可以采用自然冷却的方式进行固化。进一步的，所述每个不同折射率的涂层的厚度一致，厚度一致可以方便简化加工工艺。
实施例三
如图5所示，本发明也可以通过共压成型的方式，将不同折射率的材质层跟导光板(LGP)一起，在导光板(LGP)制程中共压成型，然后藉由自然冷却的方式进行固化。共压成型的方式可以在导光板的制作过程中形成所述涂层，能简化生产工序，进一步降低成本。同时，也能获得更薄的涂层，可以在有限的空间内，形成多层结构的涂层，增强光线的筛选效果。
传统的导光板5制程，其出光面均为亚克力板(PMMA)的抛光面，下表面通过油墨印刷(包括紫外线制程或者红外线制程)、激光(laser)或者其他方式来制备网点，可以将光导出。使用传统的紫外线制程，在导光板5的出光面，使用两种以上的紫外线固化剂，进行交替多次紫外线固化处理。不同的紫外线固化剂，其折射率不同。最终成型为多层交替折射率的涂层，厚度可以由印刷机台控制。图4所示为导光板5的侧视图，导光板5包含原材板和多层的紫外线固化层以及网点。多层紫外线层的作用在于将P光透射，S光反射。只有大于内全反射角度的光线才能进入多层紫外线层。
导光板5可以是亚克力板(PMMA)或者其他替代材质，其提供一个内全反射的空间，没有遇到网点的区域都是进行内全反射。导光板5反射回来的S光，经过多次折射反射，使光线变成P+S混合光。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种背光模组，包括导光板，其特征在于，所述导光板出光面覆盖有两层以上不同折射率的材质层。
2.如权利要求1所述的一种背光模组，其特征在于，所述不同折射率的材质层为直接涂布在导光板出光面上的涂层。
3.如权利要求2所述的一种背光模组，其特征在于，所述多层膜至少含有两种以上不同折射率。
4.一种背光模组的制作方法，包括步骤A：在导光板的出光面覆盖两层以上不同折射率的材质层。
5.如权利要求4所述的一种背光模组的制作方法，其特征在于，所述步骤A中，在导光板成形后，在导光板的出光面涂布或滚压多层不同折射率的材质层。
6.如权利要求5所述的一种背光模组的制作方法，其特征在于，所述步骤A中，所述多层不同折射率的材质可藉由紫外线、红外线、或自然冷却的固化方式中的一种或多种进行固化。
7.如权利要求4所述的一种背光模组的制作方法，其特征在于，所述步骤A中，在导光板成形后，将不同折射率的材质层贴合到所述导光板的出光面。
8.如权利要求4所述的一种背光模组的制作方法，其特征在于，所述步骤A中，将多层不同折射率的材质层跟导光板一次性共压成形。
9.如权利要求8所述的一种背光模组的制作方法，其特征在于，所述步骤A中，所述多层不同折射率的材质可藉由自然冷却的方式进行固化。
10.一种液晶显示装置，包括如权利要求1～3任一所述的背光模组。
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