CN104100879A - 背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具备防止LED光源间出现暗区的导光板的背光模组。本发明特征在于，在LED光源间的距离相对较宽，超过LED光源宽度的情况下，通过在导光板的入射面上形成的具有多种倾斜角与曲率的防止暗区的微结构，均匀地分散从LED光源射入的光，保持辉度均匀，从而减少LED光源数量，用较低的费用制作大型背光模组。

Description

背光模组
技术领域
本发明涉及一种具备防止LED(Light Emitting Diode)光源间出现暗区的导光板的背光模组。具体来说，本发明涉及一种在测光式(edge)背光模组里，与LED光源邻近的导光板入射面上形成包含不同倾斜角与曲率半径的多种防止暗区的微结构,从而达到不发生暗区、辉度均匀效果的技术。
背景技术
一般来说，导光板(Light Guide Panel)提供从光源发出的光均匀发射和扩散的路径，应用在背光模组(Back Light Unit,BLU)上，它主要使用于如液晶显示器的非发射显示器或灯箱招牌等装置。
根据利用背光摸组的日本专利公开号-特开2004-325959内容,从LED光源发射到导光板内部的光通过导光板下部面形成的反射微结构反射到上部，再通过扩散材料发射到导光板上部的液晶面板上。
然而LED光源发射的光大部分射向前方，射向侧面的光相对较少，因此从LED光源发射的光不均匀地射在导光板的入射面上，所以LED光源之间的距离会出现暗区，从而导致辉度不均匀的问题。
因此为了防止出现暗区，需要缩小LED光源间的距离。但这种情况会增加制作费用，所以设计时会有许多限制。
随着LED光源的发光效率的增加，可以减少分配在导光板侧面的LED光源数量。然而如果LED光源数量减少，LED光源间的距离将不断增大，辉度会变得更加不均匀。
为了解决这些问题，普遍使用的技术就是在小型移动设备或显示器等的导光板入射面加入锯齿结构。
然而将该技术适用于比显示器更大的大型TV,LED光源间的距离将变得更宽，之前锯齿结构设计不但不能彻底消除暗区，且根据锯齿结构加工状态等条件的变化，面光源的照度会发生不均匀现象等的二次问题。
因此为了经济地制造大型背光模组，就需要一种技术。即，在LED光源间的距离相对较大、甚至超过LED光源宽度的情况下，导光板仍然均匀地分散从LED光源射入的光，以防出现任何暗区。
发明内容
本发明目的为在LED光源间的距离相对较宽、甚至超过LED光源宽度的情况下，导光板仍然均匀地分散从LED光源射入的光，达到不出现暗区以及辉度均匀的效果，从而减少LED光源的数量，用较低的费用制作大型背光模组。
本发明的技术解决方案在于：
为了解决上述技术课题，本发明的实施例里的背光模组有以下特征。即在条形电路板上以一定的间距分散的多数LED光源,还有与此LED光源邻近的入射面上反复形成的防止LED光源间的暗区的大部分暗区防止微结构的导光板,在上述各防止暗区的微结构组合形成了用不同的折射角反射上述LED光源射出的光的多数防止暗区的微结构。
其特征在于上述LED光源间的距离大于LED光源宽度。
其特征在于上述各个防止暗区的微结构组合里形成了具有不同倾斜角与曲率半径的多数防止暗区的微结构。
其特征在于上述防止暗区的微结构组合里以上述导光板的入射面为准形成了具有不同倾斜角的多数锯齿形状防止暗区微结构。
其特征在于上述防止暗区微结构组合里以上述导光板的入射面为准形成了具有不同曲率半径的多数椭圆形防止暗区的微结构。
其特征在于上述防止暗区微结构组合里具有不同倾斜角与曲率半径的多数防止暗区微结构形成了相同或不同数量比率。
其特在于上述防止暗区微结构与各个LED光源对应，形成于从各个LED光源入射的光发射到的辐射角以内。
其特征在于上述防止暗区微结构至少采用激光加工,热冲压加工,注塑模具,超声加工之中的一种工艺形成。
本发明的技术效果在于：
本发明具有以下技术效果：在LED光源间的距离相对较大，甚至超过LED光源宽度的条件下，在导光板的入射面形成的具有不同倾斜角与曲率半径的多数防止暗区微结构使从LED光源入射的光均匀地分散，得到不发生暗区以及辉度均匀的效果，从而减少LED光源的数量，用较低的费用制作大型背光模组。
附图说明：
图1a为与本发明第一实施例对应的背光模组主要平面图，包括导光板(300)与LED光源(L)。图1b至图1d为说明图1a中所示导光板(300)里根据防止暗区微结构(G1,G2)的倾斜角(θ1,θ2)光的扩散效果与防止暗区效果的图,图1e为表示图1a所示导光板(300)里防止暗区微结构(G1,G2)宽度(W)与高度(P)之间关系的图。
图2为本发明第二实施例对应的背光模组主要平面图，包括导光板(400)与LED光源(L)。
图3为本发明第三实施例对应的背光模组主要平面图，包括导光板(500)与LED光源(L)。
图4为本发明第四实施例对应的背光模组主要平面图，包括导光板(600)与LED光源(L)。
图5本发明第三实施例对应的背光模组主要平面图，包括导光板(700)与LED光源(L)。
附图符号说明：
300,400,500,600,700:导光板
310,410,510,610,710:防止暗区微结构
G1,G2,G3:具有不同的倾斜角(θ1,θ2,θ3)的锯齿形状的防止暗区微结构
G1',G2',G3':具有不同曲率半径(R1,R2,R3)的椭圆形防止暗区微结构
L:LED光源
具体实施方式：
为了在本发明所属的技术领域上具有一般知识的人容易实践本发明的技术思想，以下参考附图所示的恰当实施例，详细进行说明。
在说明本发明的恰当实施例时，如果判断相应技术的具体说明反而模糊了本发明的宗旨，即省略或简略详细说明。
(第一实施例)
图1a为与本发明第一实施例对应的背光模组主要平面图，包括导光板(300)与LED光源(L)。图1b至图1d为说明图1a中所示导光板(300)里根据防止暗区微结构(G1,G2)的倾斜角(θ1,θ2)光的扩散效果与防止暗区效果的图,图1e为表示图1a所示导光板(300)里防止暗区微结构(G1,G2)宽度(W)与高度(P)之间关系的图。
首先参照图1a，本发明第一实施例中的背光模组在LED光源(L)邻近的导光板(300)入射面上反复形成多数防止暗区微结构组合(310)来防止出现暗区(dark area)。
上述导光板(300)由可以透射光的透明材质合成树脂组成,由高透明度硅树脂、聚氨酯、聚苯乙烯(Polystyrene,PS)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,PET)、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯MS(styrene methylmethacrylate)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)之中一个以上的成分组合而成。
上述LED光源(L)以一定的间距分散在条形电路板(未图示)上,上述导光板(300)的面板上对着LED光源(L)的侧面成为入射面，上部面成为出射面。而且在下部面还形成导光微结构(未图示)，将入射到的光反射到液晶面板上(未图示)，变为面光源。
在此，上述防止暗区微结构组合里(310)，以导光板(300)的入射面为准形成具有不同倾斜角的(θ1,θ2)锯齿形状防止暗区微结构(G1,G2)。
上述防止暗区微结构(G1，G2)只形成于应对复数的LED光源(L)从各个LED光源(L)入射的光扩散到达的反射角范围内，在LED光源(L)间的间距里从LED光源(L)入射的光不应该形成在无法到达的领域上,这是为了最大缩小微结构的加工数，最大缩小加工微结构所需工艺时间。
正如上面所示，如果多数防止暗区的微结构组合(310)反复形成在导光板(300)的入射面上,通过具有不同倾斜角(θ1,θ2)的锯齿形状的防止暗区微结构(G1,G2)从LED光源(L)入射的光在入射面上的折射角度增大，所以即使LED光源(L)间的距离拉大，从LED光源(L)入射的光经过导光板(300)内部，就会均匀扩散，不发生暗区，使辉度变均匀。
在此，上述LED光源(L)间的距离应该比各个LED光源(L)宽度更大。
即适用于比显示器更大的大型TV的背光模组里，如果扩大LED光源(L)间距离，那么以往单纯的锯齿形状微结构无法彻底消除暗区。然而利用本发明，即使拉大LED光源(L)间的距离，从LED光源(L)入射出的光在入射面通过具有不同倾斜角的(θ1,θ2)锯齿形状的防止暗区微结构(G1,G2)折射成为不同的折射角，得到不发生暗区并辉度变均匀的效果。
另外，上述防止暗区的微结构(G1,G2)应至少使用激光加工,热冲压加工,注塑模具,超声加工之中一种工艺，形成10-70度的倾斜角(θ1,θ2)。参考图1b至图1d，进行如下详细说明。
首先，参考图1b可知,上述防止暗区的微结构(G1,G2)倾斜角(θ1,θ2)若小于10度,那么因折射角过小，从LED光源(L)入射的光几乎不会折射而直射,从而导致LED光源(L)间的距离形成暗区，辉度不均匀。
其次，参考图1c可知,上述防止暗区的微结构(G1,G2)倾斜角(θ1,θ2)若在10-70度范围之内,那么折射角将扩大，从LED光源(L)入射的光的扩散范围也会增大，LED光源(L)间的距离不会出现暗区，获得辉度均匀的效果。
再次，参考图1d可知,上述防止暗区微结构(G1,G2)倾斜角(θ1,θ2)若大于70度，那么折射角虽大，但从LED光源(L)入射的光会重叠，出现Hot spot现象。
因此从这些实验结果可知，上述防止暗区微结构(G1,G2)的倾斜角(θ1,θ2)需要维持在10-70度，从而防止出现暗区或Hot spot，均匀分散从LED光源(L)入射的光。
而且上述防止暗区微结构(G1,G2)如图1e所示，彼此临近，令微结构的宽度(W)与高度(P)一致,或者保持一定的距离让微结构的高度(P)大于宽度(W)。也就是说为了防止暗区以及入射光重叠出现Hot spot现象，需要适当调整宽度(W)与高度(P)。
(第二实施例)
图2为与本发明第二实施例对应的背光模组主要平面图，包括导光板(400)与LED光源(L)。
参考图2可知,与本发明第二实施例对应的背光模组，除了在导光板(400)的入射面上反复形成多数防止暗区微结构组合(410),并其防止暗区微结构组合(410)内形成具有三个不同倾斜角(θ1,θ2,θ3)的锯齿形状的防止暗区微结构(G1,G2,G3)以外，与图1a所示背光模组相同。
如图2所示,在导光板(400)的入射面上若反复形成具有三个不同倾斜角(θ1,θ2,θ3)的防止暗区微结构(G1,G2,G3)，与具有两个不同倾斜角(θ1,θ2)的防止暗区微结构(G1,G2)相比，通过具有三种不同倾斜角(θ1,θ2,θ3)的防止暗区微结构(G1,G2,G3)会有更多不同折射角折射扩散,增大光的扩散范围，不出现暗区，得到辉度均匀的效果。
本实施例虽然只说明防止暗区微结构组合(410)内形成具有三个不同倾斜角(θ1,θ2,θ3)的防止暗区微结构(G1,G2,G3)的情况,但根据需要可自如更改包括防止暗区微结构组合(410)的数量与排列。
(第三实施例)
图3为与本发明第三实施例对应的背光模组主要平面图，包括导光板(500)与LED光源(L)。
参考图3可知，与本发明第三实施例对应的背光模组，除了在导光板(500)的入射面上反复形成多数防止暗区微结构组合(510),并其防止暗区微结构组合(510)内形成具有不同曲率半径(R1,R2)的椭圆形防止暗区微结构(G1',G2')以外，与图1a所示背光模组相同。
在这里，上述防止暗区微结构(G1',G2')应至少使用激光加工,热冲压加工,注塑模具,超声加工之中一种工艺，在30μm～200μm范围内形成不同的曲率半径(R1,R2)，这是因为若上述防止暗区微结构(G1',G2')的曲率半径低于30μm，从LED光源(L)发出的光只有极小一部分才能用于扩散及折射，其效果甚小，而曲率半径超出200μm，LED光源(L)与导光板(500)的入射面之间的平均距离会扩大，光的强度会随之减少。
如图3所示,若在导光板(500)入射面上反复形成具有不同曲率半径(R1,R2)的椭圆形防止暗区微结构(G1',G2'),从LED光源(L)入射的光在入射面上通过具有不同曲率半径(R1,R2)的椭圆形防止暗区微结构(G1',G2')，不同折射角折射并扩散,因此即使LED光源(L)间的距离扩大，从LED光源(L)入射的光经过导光板(500)内部，可均匀扩散，不出现暗区，得到辉度均匀效果。
(第四实施例)
图4为与本发明第四实施例对应的背光模组主要平面图，包括导光板(600)与LED光源(L)。
参考图4可知,与本发明的第四实施例对应的背光模组，除了在导光板(600)的入射面上反复形成多数防止暗区微结构组合(610),并其防止暗区微结构组合(610)内形成具有三个不同曲率半径(R1,R2)的椭圆形防止暗区微结构(G1',G2',G3')以外，与图3所示背光模组相同。
如图4所示,在导光板(600)的入射面上反复形成具有三个不同曲率半径(R1,R2,R3)的椭圆形防止暗区微结构(G1',G2',G3'),与具有两个不同曲率半径(R1,R2)的椭圆形防止暗区微结构(G1',G2')相比，通过具有三种不同曲率半径(R1,R2,R3)的防止暗区微结构，(G1',G2',G3')会有更多不同折射角折射扩散,增大光的扩散范围，不出现暗区，得到辉度均匀效果。
(第五实施例)
图5为与本发明第五实施例对应的背光模组主要平面图，包括导光板(700)与LED光源(L)。
参考图5可知,与本发明的第五实施例对应的背光模组，除了在导光板(700)的入射面上反复形成多数防止暗区微结构组合(710),并其防止暗区微结构组合(710)内具有第一曲率半径(R1)的防止暗区微结构(G1')与第二曲率半径(R2)的防止暗区微结构(G2')数量比率不同以外，与图3所示背光模组相同。
举例来说,把具有第一曲率半径(R1)的防止暗区微结构(G1')与具有第二曲率半径(R2)的防止暗区微结构(G2')数量比率可设定为1:2或1:3，在这种数量比率不一致的情况下，不仅能消除暗区，达到辉度均匀的效果，还能在进行加工条件更为敏感的微结构加工时，通过重复，达到均匀分散的积极效果，通过数量设计条件，而不是加工条件，可限制光的扩散范围。
以上主要说明了本发明的适当实施例。然而，本发明的实施例针对在相应行业界具有一般知识的人提供比本发明更完整的说明为目的。因此本发明的范围并不局限于上述实施例,完全可以变为多种不同形态。

Claims (8)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：
在条形电路板上以一定的间距分散的多数LED光源和在接近于上述LED光源的入射面上为防止上述LED光源之间的暗区反复形成多数暗区防止微结构组合的导光板;
在上述各个防止暗区微结构组合里形成了多数防止暗区的微结构;
从上述LED光源入射的光能够以不同折射角来折射并扩散。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于
上述LED光源间的距离大于LED光源宽度。
3.根据权利要求2所述的背光模组，其特征在于
上述各个防止暗区的微结构组合里形成了具有不同倾斜角与曲率半径的多数防止暗区的微结构。
4.根据权利要求3所述的背光模组,其特征在于
上述防止暗区的微结构组合里以上述导光板入射面为准形成了具有不同倾斜的锯齿形状的多数防止暗区的微结构。
5.根据权利要求3所述的背光模组,其特征在于
上述防止暗区微结构组合里以上述导光板的入射面为准形成了具有不同曲率半径的椭圆形多数防止暗区的微结构。
6.根据权利要求3所述的背光模组,其特征在于
上述防止暗区微结构组合里具有不同倾斜角与曲率半径的多数防止暗区微结构形成了相同或不同数量比率。
7.根据权利要求3所述的背光模组,其特征在于
上述防止暗区微结构与各个LED光源对应，形成于从各个LED光源入射的光发射到的辐射角以内。
8.根据权利要求3所述的背光模组,其特征在于
上述防止暗区的微结构至少采用激光加工,热冲压加工,注塑模具,超声加工之中的一种工艺形成。
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