CN104121551A - 光学元件以及应用该光学元件的背光模组 - Google Patents

Abstract

一种光学元件，包括导光板、反射器及支撑杆，所述导光板包括上表面、与上表面平行设置的下表面以及连接上表面和下表面的外侧面，导光板内还开设贯穿导光板的上表面和下表面的贯孔；反射器包括一与导光板上下表面平行设置的顶面以及由顶面一体向下并向内倾斜延伸的锥形反射面，反射器容置于所述导光板的贯孔之中，反射器的顶面与导光板的顶面相互平齐；支撑杆自反射器的顶面朝向远离导光板的方向延伸而出。当LED光源容置于光学元件的贯孔内时，该光学元件能将LED光源发出的光线均匀发散为面光源，而且光学元件的支撑杆能代替传统背光模组中的支架对其他元件形成有效支撑，安装更加方便。本发明还提供一种应用上述光学元件的背光模组。

Description

光学元件以及应用该光学元件的背光模组

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种光学元件以及应用该光学元件的背光模组。

背景技术

发光二极管（Light Emitting Diode，LED）作为一种高效的发光源，具有环保、节能、寿命长等诸多特点，已经被广泛的运用于各种领域，比如运用于液晶显示器的背光源之中。

在直下式背光模组中，通常会在LED光源上方放置一光学扩散板以获得均匀宽广的照明，但由于该LED光源发出的光线集中分布于光轴附近，为了提高光学扩散板的利用效率，通常在LED光源和光学扩散板之间设置若干支架来分隔二者以保留预定的距离，以使得LED光源发出的光线在照射于光学扩散板上时能获得较大的照射范围。

然而，由于LED光源具有指向性的特点，该LED光源发出的光线不能充分发散，导致光线照射于光学扩散板上的照射范围仍然十分有限，不能充分利用光学扩散板；而且由于支架需要单独设置，安装不方便且不利于降低成本。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能将LED 点光源发出的光线转化为发光均匀的面光源的光学元件以及应用该光学元件的背光模组。

一种光学元件，用于将LED 点光源发出的光线转化为发光均匀的面光源，该光学元件包括：导光板，所述导光板包括上表面、与所述上表面平行设置的下表面以及连接所述上表面和下表面的外侧面，所述导光板内还开设贯穿导光板的上表面和下表面的贯孔；反射器，所述反射器包括一与导光板上下表面平行设置的顶面以及由所述顶面一体向下并向内倾斜延伸的锥形反射面，所述反射器容置于所述导光板的贯孔之中，所述反射器的顶面与导光板的顶面相互平齐；支撑杆，所述支撑杆自所述反射器的顶面朝向远离导光板的方向延伸而出。

一种背光模组，包括：光学元件、LED光源以及光学扩散板，所述光学元件用于将LED 点光源发出的光线转化为发光均匀的面光源，所述光学元件包括：导光板，所述导光板包括上表面、与所述上表面平行设置的下表面以及连接所述上表面和下表面的外侧面，所述导光板内还开设贯穿导光板的上表面和下表面的贯孔；反射器，所述反射器包括一与导光板上下表面平行设置的顶面以及由所述顶面一体向下并向内倾斜延伸的锥形反射面，所述反射器容置于所述导光板的贯孔之中，所述反射器的顶面与导光板的顶面相互平齐；支撑杆，所述支撑杆自所述反射器的顶面朝向远离导光板的方向延伸而出；

所述LED光源具有一出光面，所述LED光源收容于所述导光板的贯孔中，所述LED光源的出光面相对反射器的锥形反射面设置, 从LED光源的出光面出射的光线经反射器的反射面反射后，从导光板对应贯孔的内壁折射入导光板中；

所述光学扩散板位于导光板上方，所述支撑杆远离导光板的一端抵顶于光学扩散板上。

在上述光学元件及背光模组中，由于导光板内部形成有贯孔以及贯孔内部设置有反射器，当在贯孔内部设置LED光源时，LED光源所发出的光线将被反射器的锥形反射面所反射，然后通过导光板对应贯孔的内壁进入至导光板中从而使得LED光源发散为均匀的面光源；而且支撑杆能代替传统背光模组中的支架对光学扩散板进行有效支撑，安装也更加方便、节省成本。

附图说明

图1是本发明第一实施例中光学元件的立体分解图。

图2是本发明第一实施例中光学元件的截面示意图，其中光学元件的导光板的下表面及外侧面上贴设有反射膜。

图3是本发明第二实施例中光学元件的截面示意图。

图4是应用图2中的光学元件的背光模组的截面示意图。

图5是应用图3中的光学元件的背光模组的截面示意图。

主要元件符号说明

光学元件	100、100a
		导光板	110、110a
下表面	111、111a、161、161a
		上表面	112、112a
外侧面	113、113a
		内壁	114、114a
贯孔	115、115a
		反射器	120、120a
顶面	121、121a
		锥形反射面	122、122a
LED光源	130、130a
		支撑杆	140、140a
反射膜	150、150a
		光学扩散板	160、160a
背光模组	1000、1000a
		凹槽	1151a
凸缘	1211a
		出光面	1301、1301a
卡槽	1611、1611a

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参见图1至图2，本发明第一实施例的光学元件100包括导光板110、反射器120以及支撑杆140。

该导光板110包括一上表面112、与该上表面112平行设置的下表面111以及连接该上表面112和下表面111的外侧面113。该导光板110还具有一贯穿导光板110的上表面112和下表面111的贯孔115。该导光板110的下表面111与外侧面113上覆盖有一反射膜150（参见图2）。该反射膜150自导光板110的下表面111延伸至该导光板110的外侧面113上。该反射膜150覆盖于该贯孔115对应下表面111处的开口（未标示）上，在其他实施例中覆盖于导光板110的下表面111上的反射膜150围绕贯孔115设置以暴露出该贯孔115。在本实施例中，该反射膜150为金属反射膜，优选地该金属反射膜的材质为金属银并通过电镀的方式涂覆于该导光板110的下表面111及外侧面113上。

在本实施例中，该导光板110呈圆盘状，该贯孔115形成于该导光板110的中央，该贯孔115为一柱形孔，在其他实施例中该贯孔115的数量、位置及形状可以根据实际出光需求作调整，比如该贯孔115为一方形孔，或者该贯孔115为多个且呈环形排布于该导光板110的中央。

一反射器120收容于该导光板110的贯孔115之中。该反射器120包括与导光板110的上表面112和下表面111平行的顶面121以及由顶面121一体向下并向内倾斜延伸的锥形反射面122。在本实施例中，该锥形反射面122上电镀一金属反射层（图未示）以提升该锥形反射面122对光线的反射效率，优选地，该金属反射层的材质为银。该反射器120的顶面121与导光板110的顶面121相互平齐。优选地，该反射器120沿导光板110的厚度方向上的高度小于或等于导光板110的厚度，在本实施例中该反射器120的高度小于该导光板110的厚度。

一支撑杆140自该反射器120的顶面121朝向远离导光板110的方向向外延伸形成。该支撑杆140用于代替传统背光模组中的支架以支撑背光模组中的光学扩散板或扩散片。在本实施例中，该支撑杆140与反射器120通过注塑的方式一体形成，在其他实施例中该支撑杆140也可与反射器120分开成型。

请参阅图3，本发明第二实施例的光学元件100a与第一实施例的光学元件100的不同之处在于：该第二实施例光学元件100a中该反射器120a的顶面121a周缘设置一凸缘1211a，该导光板110a的上表面112a于贯孔115a处对应反射器120a的凸缘1211a设有一环形凹槽1151a，该凹槽1151a与贯孔115a相互连通，该反射器120a的凸缘1211a对应卡榫于该导光板110a的凹槽1151a中。容易理解地，还可以在凸缘1211a与凹槽1151a的接合面上设置UV胶（紫外固化胶）或热固化胶以将反射器120a牢固接合于导光板110a上。

图4为应用图2中的光学元件100的背光模组1000，该背光模组1000还进一步包括一LED光源130以及光学扩散板160。该LED光源130收容于该贯孔115中。该LED光源130具有一出光面1301，该LED光源130的出光面1301相对反射器120的锥形反射面122设置。该LED光源130出光面1301出射的光线经过反射器120的锥形反射面122反射后，从导光板110对应贯孔115的环形内壁114折射进入导光板110中，其中入射至导光板110内的光线经过反射膜150反射后从导光板110的上表面112射出。

该光学扩散板160位于导光板110上方。该支撑杆140远离导光板110的一端抵顶于该光学扩散板160上。该光学扩散板160朝向该支撑杆140的下表面161的中央对应该支撑杆140的端部设置一弧形的卡槽1611。该支撑杆140远离所述导光板110的端部对应收容于所述卡槽1611内。可以理解地，当背光模组1000中包括多个光学元件100时，每一个光学元件100的反射器120的顶面121均朝向远离导光板110的一侧一体向外延伸出一支撑杆140，每一光学元件100对应的支撑杆140均抵顶于光学扩散板160的下表面161上。

图5为应用图3中的光学元件100a的背光模组1000a，该背光模组1000a与背光模组1000的不同之处在于：该背光模组1000a中该反射器120a的顶面121a周缘设置一凸缘1211a，该导光板110a的上表面112a于贯孔115a处对应反射器120a的凸缘1211a设有一环形凹槽1151a，该凹槽1151a与贯孔115a相互连通，该反射器120a的凸缘1211a对应卡榫于该导光板110a的凹槽1151a中。容易理解地，还可以在凸缘1211a与凹槽1151a的接合面上设置UV胶或热固化胶以将反射器120a牢固接合于导光板110a上。

在上述光学元件100、100a及背光模组1000、1000a中，由于导光板110、110a内部形成有贯孔115、115a以及贯孔115、115a内部设置有反射器120、120a，当在贯孔115、115a内部设置LED光源130、130a时，LED光源130、130a所发出的光线将被反射器120、120a的锥形反射面122、122a所反射，然后通过导光板110、110a对应贯孔115、115a的内壁114、114a进入至导光板110、110a中从而使得LED光源130、130a发出的光线均匀发散为面光源；而且上述光学元件100、100a及背光模组1000、1000a中支撑杆140、140a能代替传统背光模组中的支架对光学扩散板160、160a进行有效支撑，安装也更加方便、节省成本。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学元件，所述光学元件用于将LED 点光源发出的光线转化为发光均匀的面光源，其特征在于：所述光学元件包括：

导光板，所述导光板包括上表面、与所述上表面平行设置的下表面以及连接所述上表面和下表面的外侧面，所述导光板内还开设有贯穿导光板的上表面和下表面的贯孔；

反射器，所述反射器包括与导光板上下表面平行设置的顶面以及由所述顶面一体向下并向内倾斜延伸的锥形反射面，所述反射器容置于所述导光板的贯孔之中，所述反射器的顶面与导光板的顶面相互平齐；

支撑杆，所述支撑杆自所述反射器的顶面朝向远离导光板的方向延伸而出。

2.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于：所述支撑杆与反射器通过注塑的方式一体形成。

3.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于：所述反射器的顶面周缘设置一凸缘，所述导光板的上表面于贯孔处对应所述反射器的凸缘设有环形凹槽，所述凹槽与贯孔相互连通，所述反射器的凸缘对应卡榫于所述导光板的凹槽中。

4.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于：所述导光板呈圆盘状，所述贯孔位于导光板的中央。

5.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于：所述导光板的的下表面与外侧面上设置有一反射膜。

6.如权利要求5所述的光学元件，其特征在于：覆盖于导光板的下表面上的反射膜围绕贯孔设置以暴露出该贯孔。

7.如权利要求5所述的光学元件，其特征在于：所述反射膜为金属反射膜，该金属反射膜的材质为银并通过电镀的方式形成于导光板的下表面与外侧面上。

8.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于：所述反射器的锥形反射面上形成一金属反射层。

9.一种背光模组，包括光学元件、LED光源及光学扩散板，所述光学元件用于将LED 点光源发出的光线转化为发光均匀的面光源，其特征在于：所述光学元件为权利要求1-8项中任一项所述的光学元件，所述LED光源具有出光面，所述LED光源收容于所述导光板的贯孔中，所述LED光源的出光面相对反射器的锥形反射面设置, 从LED光源的出光面出射的光线经反射器的反射面反射后，从导光板对应贯孔的内壁处折射进入导光板中；所述光学扩散板位于导光板上方，所述支撑杆远离导光板的一端抵靠于光学扩散板上。

10.如权利要求9所述的背光模组，其特征在于：所述光学扩散板朝向支撑杆的表面中央对应支撑杆的端部形成有卡槽，所述支撑杆远离导光板的端部对应收容于所述卡槽内。