專利名稱：直下式背光模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直下式背光模組，尤其涉及一種應(yīng)用于液晶顯示的直下式背光模組。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置被廣泛應(yīng)用于個(gè)人數(shù)位助理、筆記型電腦、數(shù)字相機(jī)、移動(dòng)電話、液晶電 視等電子產(chǎn)品中。但由于液晶顯示裝置本身不能發(fā)光，因此其需要借助背光模組才能產(chǎn)生顯 示功能。
請(qǐng)參見圖l， 一種現(xiàn)有的背光模組100，其包括框架IO， 一個(gè)反射板12、多個(gè)LED(發(fā)光二 極管)點(diǎn)光源14、 一個(gè)擴(kuò)散板16及多個(gè)光學(xué)片18。該多個(gè)LED點(diǎn)光源14設(shè)置在框架10的底板上 ，多個(gè)光學(xué)片18蓋設(shè)于框架10的開口處。擴(kuò)散板16間隔設(shè)置于LED點(diǎn)光源14及多個(gè)光學(xué)片18 之間，從而將框架10內(nèi)分割成第一和第二擴(kuò)散空間19， 20。擴(kuò)散板16由含有散射粒子的樹脂 材料制成。該多個(gè)光學(xué)片18包括棱鏡片、擴(kuò)散片或折射偏振膜。
使用時(shí)，由多個(gè)LED點(diǎn)光源14產(chǎn)生的光線經(jīng)過第一擴(kuò)散空間19后進(jìn)入擴(kuò)散板16，經(jīng)過擴(kuò) 散板16擴(kuò)散后，光線進(jìn)入第二擴(kuò)散空間20進(jìn)行擴(kuò)散，最后經(jīng)過多個(gè)光學(xué)片18的擴(kuò)散或聚集作 用后，在特定視角范圍內(nèi)均勻出射。
然而從LED點(diǎn)光源14發(fā)出的光線雖經(jīng)過多次擴(kuò)散，但仍很難避免點(diǎn)光源14光源殘影的產(chǎn) 生，即形成中心亮度高而周圍較暗的區(qū)域。為了盡量減少光源殘影的產(chǎn)生，業(yè)界通常會(huì)增大 框架10的深度，即增大第一和第二擴(kuò)散空間19， 20的高度。然而，增加框架的深度將減少出 射光的亮度，并會(huì)導(dǎo)致背光模組100的厚度較大，難以滿足薄型化設(shè)計(jì)的要求。假如相應(yīng)增 加點(diǎn)光源的話，會(huì)增加消耗功率。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述狀況，有必要提供一種出射光線均勻性較佳且厚度較薄的背光模組。 一種直下式背光模組，其包括一個(gè)框架、多個(gè)發(fā)光二極管、 一個(gè)擴(kuò)散板及一個(gè)光學(xué)板。 多個(gè)發(fā)光二極管設(shè)置在該框架的底板上，擴(kuò)散板設(shè)置于該發(fā)光二極管上方，光學(xué)板間隔設(shè)置 在該擴(kuò)散板的上方。擴(kuò)散板內(nèi)分散有散射粒子，且擴(kuò)散板包括形成于入光面的多個(gè)相互平行 的長條狀弧型凹槽及形成于出光面的多個(gè)相互平行的長條狀弧型凸起。光學(xué)板包括形成于入 光面的多個(gè)相互平行的長條狀弧形凹槽及形成于出光面的多個(gè)相互平行的長條狀弧形凸起。 上述的直下式背光模組中的發(fā)光二極管發(fā)射出的光線經(jīng)過空間擴(kuò)散后進(jìn)入擴(kuò)散板，由于擴(kuò)散板的入光面形成有多個(gè)長條狀弧形凹槽，出光面形成有多個(gè)長條狀弧形凸起，且該擴(kuò)散 板內(nèi)分散有散射粒子，其可將點(diǎn)光源擴(kuò)散成面光源并使光線向特定視角范圍內(nèi)聚集，提升背 光模組的正面出光率和出光均勻性；接著從擴(kuò)散板出射的光線再經(jīng)過空間擴(kuò)散后進(jìn)入光學(xué)板 ，由于光學(xué)板入光面形成有弧形凹槽，出光面形成有弧形凸起，使從光學(xué)板出射的光線發(fā)生 特定的折射、散射、反射與衍射等光學(xué)作用，從而將光線進(jìn)一步面光源化的同時(shí)將光線擴(kuò)散 均勻，避免了光源殘影的產(chǎn)生。同時(shí)，光線自發(fā)光二極管射出到入射至光學(xué)板的過程中，經(jīng) 過了兩次空間擴(kuò)散作用，從而加長了光程并增強(qiáng)了光線的空間擴(kuò)散效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)該直下式 背光模組的薄型化設(shè)計(jì)。


圖l是一種直下式背光模組的剖面示意圖。 圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的直下式背光模組的剖面示意圖。 圖3是圖2所示直下式背光模組的擴(kuò)散板的立體圖。 圖4是圖3所示擴(kuò)散板沿IV-IV方向的剖面示意圖。 圖5是圖3所示擴(kuò)散板沿V-V方向的剖面示意圖。 圖6是圖3所示光學(xué)板的立體圖。
圖7是圖3所示光學(xué)板的沿VII-VII方向的剖面示意圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例二的光學(xué)板的立體圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的直下式背光模組200作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 請(qǐng)參見圖2，所示為本發(fā)明實(shí)施例一的直下式背光模組200，其包括框架21、多個(gè)發(fā)光二 極管23、擴(kuò)散板24、光學(xué)板25及多個(gè)光學(xué)片26。其中多個(gè)發(fā)光二極管23設(shè)置于框架21底部， 擴(kuò)散板24和光學(xué)板25依次間隔設(shè)置于發(fā)光二極管23上方，從而將框架21分割成第一和第二擴(kuò) 散空間27、 28，多個(gè)光學(xué)片26設(shè)置于光學(xué)板25上方。
框架21可由具有高反射率的金屬或塑料制成，或涂布有高反射率涂層的金屬或塑料制成
請(qǐng)參閱圖3至圖5，擴(kuò)散板24內(nèi)分散有散射粒子240。擴(kuò)散板24包括入光面241及形成于入 光面241的多個(gè)相互平行的長條狀弧形凹槽242，與入光面241相對(duì)的出光面243及形成于出光 面243的多個(gè)交替排布且相互平行的長條狀V型凸起244及長條狀弧形凸起245。多個(gè)長條狀V 型凸起244和長條狀弧形凸起245的延伸方向與多個(gè)長條狀弧形凹槽242的延伸方向相交。本 實(shí)施例中，多個(gè)長條狀V型凸起244及長條狀弧形凸起245的延伸方向與多個(gè)長條狀弧形凹槽
5242的延伸方向相互垂直，長條狀弧形凸起244的垂直截面為半圓弧形，長條狀弧形凹槽242 的垂直截面為半圓弧形。
將長條狀V型凸起244的寬度記為Dh頂角記為8 ，高度記為Hh貝IJDh 8 、 Hi滿足如下 關(guān)系式0. 025毫米^Di^l毫米，80度^esi00度，0. 01毫米S&S3毫米。將長條狀弧形 凸起205的寬度記為k，半徑記為&，高度記為H2，貝ljk、 Rh H2滿足如下關(guān)系式0.025毫米 ^k^l.5毫米，k/4^I^S2Lh 0. 01毫米^H2^Rb通過調(diào)節(jié)D^ 8、 &、 ^、 &、及H2的 數(shù)值，可調(diào)整長條狀V型凸起244及長條狀弧形凸起245的形狀，從而調(diào)節(jié)擴(kuò)散板24的增光率 及出光視角。
將相鄰兩個(gè)長條狀弧形凹槽242的間距記為Ph半徑計(jì)為n，高度記為lu，貝ljPh n及 hi滿足如下關(guān)系式0. 025毫米^Pi^1. 5毫米，Pi/4^n^2 P1; 0. 01毫米^lu^n。通過調(diào) 節(jié)Pl、 n及l(fā)u的數(shù)值，可調(diào)整長條狀弧形凹槽242的表面曲率及間距，從而調(diào)節(jié)對(duì)多個(gè)長條狀 弧形凹槽242對(duì)入射光的擴(kuò)散效果。
擴(kuò)散板24的總體厚度^可為0.4毫米至4毫米。擴(kuò)散板24可由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸 酯、聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一種或一種以上的材料摻雜散射粒子 240后注塑成型而成。散射粒子240可為二氧化鈦微粒、二氧化硅微粒和丙烯酸樹脂微粒中的 一種或一種以上的混合物。制備過程中需在模具上設(shè)置與入光面241的長條狀弧型凹槽242相 應(yīng)的凸起結(jié)構(gòu)及出光面243上的長條狀V型凸起244和長條狀弧型凸起245相應(yīng)的凹陷結(jié)構(gòu)，以 便使擴(kuò)散板24可在單次注塑過程中成型?？梢岳斫?，通過調(diào)整散射粒子240與構(gòu)成擴(kuò)散板24 本體的材料之間的比例可以調(diào)節(jié)擴(kuò)散板24的透過率，但將擴(kuò)散板24的透光率控制在80%以上 為較佳選擇。
請(qǐng)參見圖6與圖7，光學(xué)板25由一個(gè)透明本體構(gòu)成，其包括入光面251及形成于入光面 251的多個(gè)長條狀弧形凹槽252，與入光面251相對(duì)的出光面253及形成于出光面253的多個(gè)長 條狀弧形凸起254。出光面253上的多個(gè)長條狀弧形凸起254的延伸方向與發(fā)光二極管排列的 軸向方向平行，且其與入光面251上的多個(gè)長條狀弧形凹槽252的延伸方向正交。可以理解， 出光面253上多個(gè)長條狀弧形凸起254的延伸方向與入光面251上的多個(gè)長條狀凹槽252的延伸 方向相交也能達(dá)到近似的效果。
入光面251的多個(gè)長條狀弧形凹槽252之間相互平行。每個(gè)長條狀弧形凹槽252的豎直截 面為圓弧形。將長條狀弧形凹槽252中圓弧的半徑記為r2，相鄰長條狀弧形凹槽252的中心間 距記為P2，每一長條狀弧形凹槽252的最大深度記為h2，貝ljr2、 P2及h2滿足以下關(guān)系式 0.025mm^P2^l. 5mm， P2/4^r2^2P2， O.Olmm^h- r2，即當(dāng)相鄰兩長條狀弧形凹槽252之間的中心間距P2為275um時(shí)，每一長條狀弧形凹槽252的半徑r2為137. 5um，每一長條狀弧形 凹槽252的最大深度h2為110um。
出光面253的多個(gè)長條狀弧形凸起254之間相互平行。每個(gè)長條狀弧形凸起254的豎直截 面為圓弧形。將長條狀弧形凸起254中圓弧的半徑記為R2，相鄰長條狀弧形凸起254的中心間 距記為L2，每一長條狀弧形凸起254的最大深度記為H3，貝収2、 L2及H3滿足以下關(guān)系式
0.025mm^L2S1.5mm， L2/4^R2^2L2， 0.0hm,SR2。同樣的，當(dāng)相鄰兩長條狀弧形凸起 254之間的中心間距L2為275um時(shí)，每一長條狀弧形凸起254的半徑R2為137. 5um，每一長條狀 弧形凸起254的最大深度H3為110um。
光學(xué)板25的總體厚度T2可為0.4毫米至4毫米。光學(xué)板25可由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸 酯、聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一種或一種以上的材料注塑成型而成。 制備光學(xué)板25過程中需在模具上設(shè)置與長條狀弧形凸起254相應(yīng)的凹陷結(jié)構(gòu)，以及與長條狀 弧形凹槽252相應(yīng)的凸起結(jié)構(gòu)，以便使光學(xué)板25可在單次注塑過程中成型。
光學(xué)板25采用注塑成型的方式一體成型，其上的長條狀弧形凸起254和光學(xué)板25的其他 部分一起形成，因此可使得長條狀弧形凸起254具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)還能提升長條狀 弧形凸起254和光學(xué)板25其他部分的結(jié)合力，從而可避免或減少長條狀弧形凸起254及長條狀 弧形凸起245在使用中被損壞的危險(xiǎn)。
多個(gè)光學(xué)片26可為擴(kuò)散片、增光片或反射式偏光片。
本實(shí)施例背光模組200中，擴(kuò)散板24位于框架21中部并可由支撐架支撐或通過粘接的方 式固定于框架21的內(nèi)側(cè)壁上，光學(xué)板25蓋設(shè)于框架21的開口處。當(dāng)然，二者間的距離可視實(shí) 際情況作調(diào)整， 一般地，在出光均勻度相同的情況下，框架21的深度與發(fā)光二極管23的數(shù)量 成反平方，當(dāng)發(fā)光二極管23的數(shù)量較多時(shí)，框架21的深度較小，擴(kuò)散板24與光學(xué)板25間隔的 距離可設(shè)置得小一些，當(dāng)發(fā)光二極管23的數(shù)量較少時(shí)，框架21的深度較大，擴(kuò)散板24與光學(xué) 板25間隔的距離相應(yīng)地設(shè)置得大一些。
使用時(shí)，發(fā)光二極管23發(fā)射出的光線經(jīng)過第一空間27擴(kuò)散作用后進(jìn)入擴(kuò)散板24，由于擴(kuò) 散板24的入光面形成有相互平行的長條狀弧形凹槽242，出光面243形成有特定排布的長條狀 V型凸起244和長條狀弧形凸起245的傾斜表面結(jié)構(gòu)以及分布于擴(kuò)散板24本體內(nèi)的散射粒子 240，使光線在擴(kuò)散板24內(nèi)發(fā)生了特定的折射、散射、反射與衍射等光學(xué)作用，將光線擴(kuò)散 成多個(gè)面積較大的面光源的同時(shí)使光線向特定視角范圍內(nèi)聚集；該多個(gè)被擴(kuò)散成較大面積的 面光源經(jīng)過第二空間2財(cái)廣散后進(jìn)入第二光學(xué)扳25，由于光學(xué)板25的入光面251形成有多個(gè)長 條狀弧形凹槽252，出光面形253成有多個(gè)長條狀弧形凸起254的傾斜表面結(jié)構(gòu)，使該多個(gè)被同時(shí)將光線擴(kuò)散均勻，從而于背光模組200 的出光面形成均勻的發(fā)光面。多個(gè)光學(xué)片26蓋設(shè)于光學(xué)板25上，可使出射光線更為柔和、平緩。當(dāng)然，當(dāng)發(fā)光二極管 23之間的間距較小時(shí)，多個(gè)光學(xué)片26可以省略。由此可見，本發(fā)明實(shí)施例一的背光模組200的擴(kuò)散板24和光學(xué)板25的間隔設(shè)置，使光線 得到較佳的空間擴(kuò)散，有利于減少框架21的深度；擴(kuò)散板24和光學(xué)板25出光面特殊的表面結(jié) 構(gòu)以及分布于擴(kuò)散板24本體內(nèi)的散射粒子240，使光線發(fā)生特定的折射、散射、反射與衍射 等光學(xué)作用，從而將光線兩次面光源化和擴(kuò)散并向特定視角范圍內(nèi)聚集，從而于背光模組 200的出光面形成亮度均勻的光亮面，這樣擴(kuò)散板24和光學(xué)板25在背光模組200中的相互搭配 ，便可減弱甚至避免光源殘影，提高背光模組200的出光均勻性，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)背光模組200的 薄型化設(shè)計(jì)。請(qǐng)參閱圖8，所示為本發(fā)明實(shí)施例二的光學(xué)板35，光學(xué)板35與實(shí)施例一的光學(xué)板25相似 ，其不同在于光學(xué)板35包括形成于出光面353的多個(gè)相互平行的長條狀弧形凸起354及多個(gè) 相互平行的長條狀V型凸起355，且該多個(gè)相互平行的長條狀弧形凸起354與多個(gè)相互平行的 長條狀V型凸起355相交，從而將長條狀弧形凸起354分割成多個(gè)半圓柱狀凸起，以及包括形 成于入光面351的多個(gè)相互平行的長條狀弧形凹槽352，且長條弧形凹槽352與出光面353上的 長條狀弧形凸起354延伸方向相同。本實(shí)施例中，該多個(gè)長條狀V型凸起355或長條狀弧形凸 起355的延伸方向與多個(gè)長條狀弧形凹槽352的延伸方向相互垂直；該長條狀弧形凸起354的 垂直截面為半圓弧形，該長條狀弧形凹槽352的垂直截面為半圓弧形?？梢岳斫?，長條狀弧 形凸起354與長條狀弧形凹槽352的垂直截面還可為橢圓弧形。當(dāng)然，實(shí)施例二的光學(xué)板35的 表面結(jié)構(gòu)形狀還可采用實(shí)施例一200中的擴(kuò)散板24的表面結(jié)構(gòu)形狀。可以理解，本發(fā)明的直下式背光模組中的擴(kuò)散板的出光面的表面結(jié)構(gòu)和光學(xué)板出光面的 表面結(jié)構(gòu)可相同。此外，擴(kuò)散板可設(shè)置于光學(xué)板的位置，光學(xué)板可設(shè)置于擴(kuò)散板的位置，并 且還可于光學(xué)板內(nèi)分散有散射粒子。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化。當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所 做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種直下式背光模組，其包括一個(gè)框架、多個(gè)發(fā)光二極管、一個(gè)擴(kuò)散板及一個(gè)光學(xué)板，該多個(gè)發(fā)光二極管設(shè)置在該框架的底板上，該擴(kuò)散板位于該發(fā)光二極管上方，該光學(xué)板間隔設(shè)置在該擴(kuò)散板的上方，該擴(kuò)散板包括入光面及與該入光面相對(duì)的出光面，該光學(xué)板包括一個(gè)透明本體，該透明本體包括入光面及與該入光面相對(duì)的出光面，其特征在于該擴(kuò)散板內(nèi)分散有散射粒子，且該擴(kuò)散板進(jìn)一步包括形成于該擴(kuò)散板入光面的多個(gè)相互平行的長條狀弧型凹槽及形成于該擴(kuò)散板出光面的多個(gè)相互平行的長條狀弧型凸起；該光學(xué)板進(jìn)一步包括形成于該光學(xué)板入光面的多個(gè)相互平行的長條狀弧形凹槽及形成于該光學(xué)板出光面的多個(gè)相互平行的長條狀弧形凸起。
2.如權(quán)利要求l所述的直下式背光模組，其特征在于該擴(kuò)散板進(jìn)一步包括形成于該擴(kuò)散板出光面的多個(gè)相互平行的長條狀v型凸起，該多個(gè)長條狀v型凸起與多個(gè)長條狀弧形凸起相互交替設(shè)置。
3.如權(quán)利要求2所述的直下式背光模組，其特征在于該擴(kuò)散板進(jìn)一步包括形成于該擴(kuò)散板出光面的多個(gè)相互平行的長條狀v型凸起，該多個(gè)長條狀v型凸起與多個(gè)長條狀弧形凸起相交。
4.如權(quán)利要求l所述的直下式背光模組，其特征在于形成于該擴(kuò)散板入光面的長條狀弧形凹槽的延伸方向與形成于擴(kuò)散板出光面的長條狀弧形凸起的延伸方向 相交。
5.如權(quán)利要求l所述的直下式背光模組，其特征在于該光學(xué)板進(jìn)一步包括形成于該光學(xué)板出光面的多個(gè)相互平行的長條狀v型凸起，該多個(gè)長條狀v型凸起與多個(gè)長條狀弧形凸起相互交替設(shè)置。
6.如權(quán)利要求l所述的直下式背光模組，其特征在于該光學(xué)板進(jìn)一步包括形成于該光學(xué)板出光面的多個(gè)長條狀v型凸起，該多個(gè)長條狀v型凸起與多個(gè)長條狀弧形凸起相交。
7.如權(quán)利要求l所述的直下式背光模組，其特征在于形成于光學(xué)板入光面的長條狀弧形凹槽的延伸方向與形成于該光學(xué)板出光面的長條狀弧形凸起的延伸方向 相交。
8 如權(quán)利要求l所述的直下式背光模組，其特征在于該擴(kuò)散板設(shè)置 于框架的中部，該光學(xué)板設(shè)置于框架的開口處。
9 如權(quán)利要求l所述的直下式背光模組，其特征在于該光學(xué)板上方 設(shè)置有多個(gè)光學(xué)片。
10 如權(quán)利要求l所述的直下式背光模組，其特征在于該光學(xué)板內(nèi) 分散有散射粒子。
全文摘要
一種直下式背光模組，其包括一個(gè)框架、多個(gè)發(fā)光二極管、一個(gè)擴(kuò)散板及一個(gè)光學(xué)板。多個(gè)發(fā)光二極管設(shè)置在該框架的底板上，擴(kuò)散板設(shè)置于該發(fā)光二極管上方，光學(xué)板間隔設(shè)置在該擴(kuò)散板的上方。擴(kuò)散板內(nèi)分散有散射粒子，且擴(kuò)散板包括形成于入光面的多個(gè)相互平行的長條狀弧型凹槽及形成于出光面的多個(gè)相互平行的長條狀弧型凸起。光學(xué)板包括形成于入光面的多個(gè)相互平行的長條狀弧形凹槽及形成于出光面的多個(gè)相互平行的長條狀弧形凸起。本發(fā)明的背光模組的出射光線均勻性較佳，且適用于薄型化設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)F21V5/00GK101644405SQ200810303560
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2008年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
發(fā)明者章紹漢 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司