CN1570677A - 背光模块及其导光板 - Google Patents
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Abstract
一种背光模块，其包括至少一点光源和一导光板，该导光板包括一本体、一集光层和一设置在该本体与集光层之间的高透光介质层，该本体包括一设置有多个散射结构的底面，该集光层包括一设置有多个集光结构的出光面，该点光源设置在该导光板一侧，该高透光介质层所采用材料的折射率小于导光板本体和集光层材料的折射率。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种背光模块及其导光板，特别涉及一种用于液晶显示器的背光模块。
【背景技术】
由于液晶显示器面板中的液晶本身不具发光特性，因而，为达到显示效果，必须给液晶显示器面板提供一光源装置，如背光模块，其功能是向液晶显示器面板提供亮度充分且分布均匀的面光源。导光板是背光模块的关键组件，其必须具备良好的光学设计，使导光板能引导光源发出的光转换成亮度与色度均可达一定要求的面光源。
一种现有技术背光模块可参阅1996年8月20日公告的美国专利第5,548,670号，如图1所示，该背光模块1包括平行相对设置的光源101和102、一设置在光源101和102间的导光板12、一设置在导光板12下方的反射板13和一位于该导光板2上方的集光片14。该背光模块1中，由于导光板12不具集光功能，为使得该背光模块1的出光亮度高，需采用集光片14，此举增加了该背光模块1的生产成本。另外，由于采用集光片14，从光源101及102出射的光线必须多通过一光学介质(即集光片14)才能出射，会增加光能量的损耗，即会降低光利用率。
另一种现有技术背光模块如图2所示，该背光模块2包括一导光板22、位于该导光板22一侧的光源20和一设置在该导光板22下方的反射板23，该光源20由多个发光二极管(Light Emitting Diode，LED)构成，该导光板22包括一由多个均匀分布的细微V形槽构成的出光面221。如上所述，该出光面221相当于一微棱镜阵列，其功用可等效于图1所示的集光片14，因而，该背光模块2无需采用集光片即可达到出光亮度高的目的。与背光模块1相比，该背光模块2的生产成本较低，而且，由于从该背光模块2出射的光线比从背光模块1出射的光线少通过一光学介质(即集光片14)，故该背光模块2比背光模块1的光利用率高。
请参阅图3，是两颗发光二极管的出射光在一空间平面的能量分布示意图。由于发光二极管的出射光能量呈一圆锥分布，因而该发光二极管光源201和202的出射光入射至一空间平面200时，该空间平面200会存在出射光无法到达的区域261、262和263，该区域261、262和263通常被称为暗带区。综上所述，该背光模块2中，光源20入射至导光板22时，该导光板22中会存在暗带区。
请参阅图4，是两颗发光二极管的出射光在光束角变小的情形下，在一空间平面的能量分布示意图。若发光二极管光源201和202的出射光先通过某一介质使得光束角变小后再入射至空间平面200，则将形成暗带区281、282和283，且该暗带区281、282和283的面积大于图3所示暗带区261、262和263的面积。因该导光板22的出光面221的功用等效于一集光片，即该导光板22具集光功能，使得从出光面221出射的光线的光束角减小，如上所述，当出射光的光束角变小时，其入射至空间平面时形成的暗带区增大，故，将使得该背光模块2出射光线形成的暗带区范围扩大，进而影响该背光模块2的出射光的均匀分布。
请参阅图5，是该背光模块2的部分光路示意图。该导光板22进一步包括一与出光面221相对设置的底面226，为使光源20发出的光入射至导光板22后，能均匀分布且能从出光面221出射，通常在该导光板22的底面226设置多个散射网点227，该散射网点227用于均匀散射该入射光并破坏该入射光的全反射条件。但是，由于出光面221存在细微V形槽，可能出现如下情形：从光源20入射至导光板22的光线204经由散射网点227散射至出光面221时，被V形槽会聚后出射；而光源20入射至导光板22的光线203经过散射网点227散射至出光面221时，会有部分被V形槽反射回该导光板22内。如上所述，由于出光面221的V形槽与底面226的散射网点227共同作用，使得从光源20入射至该导光板22的部分光线不能从该出光面221出射，且无法在该出光面221上形成均匀分布的亮带。
【发明内容】
为克服现有技术背光模块及其导光板出光亮度不均匀的缺陷，本发明提供一种既具有集光功能，又可使得出光亮度均匀的导光板，本发明还提供一种使用该导光板的背光模块。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：提供一种导光板，其包括一本体、一集光层和一设置在该本体与集光层之间的高透光介质层，该本体包括一设置有多个散射结构的底面，该集光层包括一设置有多个集光结构的出光面，该高透光介质层所采用材料的折射率小于导光板本体和集光层材料的折射率。
本发明解决技术问题的又一技术方案是：提供一种背光模块，其包括至少一点光源和一导光板，该导光板包括一本体、一集光层和一设置在该本体与集光层之间的高透光介质层，该本体包括一设置有多个散射结构的底面，该集光层包括一设置有多个集光结构的出光面，该点光源设置在该导光板一侧，该高透光介质层所采用材料的折射率小于导光板本体和集光层材料的折射率。
相较于现有技术，本发明的有益效果是：本发明提供的导光板集光层的出光面包括多个集光结构，该底面包括多个散射结构，该导光板包括一设置在该本体和集光层之间的高透光介质层，且该高透光介质层所采用材料的折射率小于导光板本体和集光层材料的折射率，从而，入射至该导光板本体的光线经由底面散射结构散射后再传输至高透光介质层时，可能会发生全反射，并在均匀分布后入射至高透光介质层，平移后传输至出光面，经该出光面的集光结构集光后出射或反射至高透光介质层，此时，也可能发生全反射，因而，该高透光介质层有效隔离该集光结构和散射结构，从而达到出光亮度高且均匀的目的。
本发明的背光模块由于采用上述导光板，也具有生产成本较低、光利用率高、出光亮度高且分布均匀的优点。
【附图说明】
图1是一种现有技术背光模块的立体图。
图2是另一种现有技术背光模块的立体图。
图3是两颗LED的出射光在一空间平面的能量分布示意图。
图4是两颗LED的出射光在光束角变小的情形下，在一空间平面的能量分布示意图。
图5是图4所示背光模块的部分光路示意图。
图6是本发明背光模块第一实施方式的立体图。
图7是图6所示背光模块的部分光路示意图。
图8是本发明背光模块第二实施方式的立体图。
【具体实施方式】
本发明背光模块的第一实施方式如图6所示，该背光模块3包括点光源301、302、303与304、分别设置在该点光源301、302、303与304周围的反射罩311、312、313与314和一平板形导光板34，该导光板34包括一本体32、一集光层33和一设置在该本体32与集光层33之间的高透光介质层35，该本体32包括入光面322和323、与该入光面322和323相邻并相对设置的反射面324和325及一与该出光面321相对设置的底面326，该集光层包括一与该入光面322和323相邻的出光面321。该点光源301和302设置在该入光面322一侧，该点光源303和304设置在该入光面323一侧，该出光面321包括多个均匀分布的细微V形槽。
其中，该高透光介质层35的厚度大约为100μm，其采用等方性材料制成，其折射率小于该本体32和集光层33的材料折射率，如该本体32和集光层33的材料为PMMA(Polymethyl Methacrylate，聚甲基丙烯酸甲脂，也称为压克力材料)，其折射率为1.49，该高透光介质层35的材料为二氧化硅(SiO2)，其折射率为1.45840。另外，该本体32的入光面322和323镀有增透膜，该反射面324和325镀有增反膜。
请参阅图7，是该背光模块3的部分光路示意图。该本体32的底面326上设置有多个散射网点327，该散射网点327用以破坏入射至本体32的光线的全反射条件并将其均匀散射。由于该高透光介质层35的折射率低于该本体32和集光层33的折射率，从而当光线从本体32传输至该高透光介质层35时，可能会发生全反射，且光线从出光面321向外界传输时，也可能会发生全反射，因而该背光模块3的光路包括如下三种情形：
从光源301出射的光线310进入本体32后被散射网点327反射至高透光介质层35时，被该高透光介质层35平移后传输至该集光层33的出光面321，并被该出光面321的V形槽会聚后出射。
从光源301出射的光线315进入本体32后被散射网点327反射至高透光介质层35时，被该高透光介质层35平移后传输至该集光层32的出光面321，但是，由于发生全反射，该光线315被出光面321的V形槽全部反射，而可能再次回到该高透光介质层35，且也极可能在该高透光介质层35上发生全反射，即该光线315被出光面321的V形槽反射后并不直接回到散射网点327，也即该高透光介质层35将V形槽及散射网点327对该光线315的作用隔离，因而，不会影响该散射网点327对入射光线的均匀散射。
从光源301出射的光线316进入本体32后被散射网点327反射至高透光介质层35时，发生全反射，该光线316被反射至本体32的其它表面或散射网点上，被破坏全反射条件后，再到达该高透光介质层35并通过。
如上所述，该高透光介质层35可有效隔离该出光面321的V形槽及散射网点327，使得入射至该本体32的光线传输至该高透光介质层35时，形成均匀分布后再被V形槽集光出射，从而达到出光亮度高且均匀的目的。
请参阅图8，是本发明背光模块的第二实施方式。该背光模块4与图6所示的背光模块3的不同之处在于：该背光模块4所采用的导光板42为楔形，且该导光板44的本体42包括一入光面422，点光源401和402设置在该入光面422一侧，该集光层43的出光面421包括多个起集光作用的细微U形槽，该高透光介质层45设置在该本体42与集光层43之间。
但是，本发明背光模块及其导光板并不限于上述实施方式所述，如该点光源可为发光二极管，该导光板可为碟形导光板，该散射网点可为凸块或凹槽所取代；该U形槽或V形槽可为半圆柱体所取代；该散射网点可均匀或非均匀分布；该V形槽或U形槽可均匀或非均匀分布等。
Claims (8)
1.一种导光板，其包括一本体与一集光层，该本体包括一设置有多个散射结构的底面，该集光层包括一设置有多个集光结构的出光面，其特征在于：该导光板还包括一高透光介质层，该高透光介质层设置在该本体和集光层之间，该高透光介质层的折射率低于该本体和集光层材料的折射率。
2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：该导光板为平板形、楔形或碟形。
3.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：该集光结构为U形槽、V形槽或半圆柱体。
4.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：该散射结构为散射网点、散射凸块或散射凹槽。
5.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：该多个集光结构均匀分布。
6.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：该多个散射结构均匀分布。
7.一种背光模块包括至少一点光源和一导光板，其特征在于：该导光板是如权利要求1至6项的任意一项所述的导光板。
8.如权利要求7所述的背光模块，其特征在于：该点光源为发光二极管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA031398219A CN1570677A (zh) | 2003-07-12 | 2003-07-12 | 背光模块及其导光板 |
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Publications (1)
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|---|---|
| CN1570677A true CN1570677A (zh) | 2005-01-26 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101676614B (zh) * | 2008-09-19 | 2013-03-06 | 康佳集团股份有限公司 | Led背光模组 |
| CN109799565A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-05-24 | 凤阳硅谷智能有限公司 | 一种玻璃导光板及背光模组 |
| CN113284415A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-08-20 | 佛山市芯未来光电科技有限公司 | 一种高均匀性背光源 |
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2003
- 2003-07-12 CN CNA031398219A patent/CN1570677A/zh active Pending
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |