CN101620344A - 背光模组及其光学板 - Google Patents
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Abstract
一种光学板，其由透明本体构成，该透明本体包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面。该透明本体的第一表面具有多个长条状弧形凹槽，该第二表面具有多个沿第一方向延伸的第一长条状V形凸起与多个沿第二方向延伸的第二长条状V形凸起，该第一方向与第二方向的夹角大于零度小于90度。本发明还提供一种采用上述光学板的背光模组。上述背光模组具有提高光线有效利用率、出光均匀的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种背光模组及其光学板，尤其涉及一种用于液晶显示的背光模组及其光学板。
背景技术
请参见图1，所示为一种现有的直下式背光模组100，其包括框架11与设置在该框架11内部的多个光源12、及设置在光源12上方并盖住框架11的扩散板13。
使用时，由多个光源12产生的光线进入扩散板13后被扩散。然而，在经扩散板13扩散后，光线从扩散板13的出射角度变得较为杂乱，使得其在特定视角范围内的亮度不高；并且由于光源12朝其正上方传输的光线较多，扩散板13还是常常难以直接将来自光源12光线扩散均匀，使得从扩散板13出射的光线容易产生光源残影，即出现光强强弱不同的区域。
为提高背光模组100在特定视角范围内的亮度，以及避免光源残影的产生，从而提高背光模组100出射光的均匀性，通常在扩散板13上方还设置有一棱镜片10与一上扩散片14。如图2所示，棱镜片10包括透明基板101及形成于透明基板101上的棱镜层103。棱镜层103上具有多个长条形V型凸起105。棱镜片10的长条形V型凸起105可使出射光线发生一定程度的聚集，从而提高背光模组100在特定视角范围内的亮度。上扩散片14可对从棱镜片10出射的光线作进一步扩散。
然而，光线在棱镜片10与上扩散片14中传输时，部分光线会被吸收而造成光线损失；并且在棱镜片10与上扩散片14之间有空气层，其会增加光线在传输过程中的界面数量，增加光线传输的界面损失，降低光线利用率。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种可提高光线有效利用率、出光均匀的背光模组及其光学板。
一种背光模组，其包括框架、光源及光学板，该光源位于该框架内，该光学板设置于该光源上方，该光学板由透明本体构成，其包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面。该透明本体的第一表面具有多个长条状弧形凹槽，该第二表面具有多个沿第一方向延伸的第一长条状V形凸起与多个沿第二方向延伸的第二长条状V形凸起，该第一方向与第二方向的夹角大于零度小于90度。
一种光学板，其由透明本体构成，该透明本体包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面。该透明本体的第一表面具有多个长条状弧形凹槽，该第二表面具有多个沿第一方向延伸的第一长条状V形凸起与多个沿第二方向延伸的第二长条状V形凸起，该第一方向与第二方向的夹角大于零度小于90度。
上述背光模组中的光学板由于第一表面具有多个长条状弧形凹槽、第二表面上同时多个沿第一方向延伸的第一长条状V形凸起与多个沿第二方向延伸的第二长条状V形凸起，其有利于让射入光学板的光线发生特定的折射、反射与衍射等光学作用，进而可使从光学板出射的光线在一特定的视角范围聚集，与此同时，还可使光线发生扩散，以减弱甚至避免光源残影，提高背光模组的出光均匀性，避免了采用上扩散片而产生的界面损失，提升光线利用率。
附图说明
图1是一种现有的背光模组的剖面示意图。
图2是图1所示背光模组的棱镜片的立体图。
图3是本发明较佳实施例一所示光学板的立体示意图。
图4是图3所示光学板的沿VI-VI线的剖视图。
图5是测试样品1的光强测试图。
图6是测试样品2的光强测试图。
图7是测试样品3的光强测试图。
图8是本发明较佳实施例二的光学板的剖面示意图。
图9是本发明较佳实施例三的光学板的剖面示意图。
图10是本发明较佳实施例的背光模组的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的背光模组及其光学板作进一步的详细说明。
请参见图3与图4，所示为本发明较佳实施例一的光学板20，其由一个透明本体构成，该透明本体包括第一表面201及与第一表面201相对的第二表面203。第一表面201具有多个长条状弧形凹槽202，第二表面203具有多个相互平行的沿第一方向(X方向)延伸的第一长条状V形凸起204和多个相互平行的沿第二方向(Y方向)延伸的第二长条状V形凸起205，该第一方向与第二方向的夹角大于零度小于90度。每个长条状弧形凹槽202沿直线方向延伸，并与该第一方向或第二方向之一相交，优选是长条状弧形凹槽202沿直线方向延伸与该第一方向或第二方向之一相交相垂直。
具体在本实施例中每一长条状弧形凹槽202的竖直截面为半圆弧形。将长条状弧形凹槽202中圆弧的半径记为R1，相邻长条状弧形凹槽202的中心间距记为P1，每一长条状弧形凹槽202的最大深度记为H1，则R1、P1及H1满足以下关系式：0.025毫米≤P1≤1.5毫米，P1/4≤R1≤2P1，0.01毫米≤H1≤R1。第一长条状V形凸起204和第二长条状V形凸起205的之间交错形成水平截面为平行四边形的锥形凹槽206。第一长条状V形凸起204和第二长条状V形凸起205的之间的间距P2，P3可为0.002毫米至1毫米。第一长条状V形凸起204和第二长条状V形凸起205的顶角分别可为80度至100度。另外，需要说明的是：通过调整第一长条状V形凸起204和第二长条状V形凸起205的顶角θ的大小，可在一定程上调整光学板20的增光率及出光视角。
光学板20的总体厚度T可为0.4毫米至4毫米。光学板20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种或一种以上的材料注塑成型而成。制备过程中需在模具上设置与长条状弧形凹槽202相应的凸起结构，以及与第一长条状V形凸起204以及第二长条状V形凸起205相应的凹陷结构，以便使光学板20可在单次注塑过程中成型。
光学板20采用注塑成型的方式一体成型，其上的长条状弧形凹槽202、第一长条状V形凸起204及第二长条状V形凸起205和光学板20的其他部分一起形成，因此可使得长条状弧形凹槽202、第一长条状V形凸起204以及第二长条状V形凸起205具有较高的结构强度，同时还能提升长条状弧形凹槽202、第一长条状V形凸起204以及第二长条状V形凸起205和光学板20其他部分的结合力，从而可避免或减少长条状弧形凹槽202、第一长条状V形凸起204以及第二长条状V形凸起205在使用中被损坏。
为验证光学板20可对入射其中的光线起特定的扩散作用，特别选取如表1所列的样品进行对比测试，其结果如图5至图7所示。
表1测试样品
| 样品号 | 样品组成 |
| 1 | 发光二极管，其上方未设置光学板/片 |
| 2 | 发光二极管+棱镜片10 |
| 3 | 发光二极管+光学板20 |
分析图5、图6与图7所示结果，发光二极管发出的光为一个中心强度高的亮点；从棱镜片10中出射的光线会形成两个中心强度高的亮点；而从光学板20出射的光线则扩散成两长度较长且亮度较均匀的线状亮带。由此可见，从光学板20出射的光线的均匀性得到改善。因此当光学板应用于背光模组时，由于第二光学板20的作用，光源残影容易被减弱甚至避免，因此可使背光模组在提高出射光线在特定视角范围内的亮度的同时，还可获得较均匀的出射光，从而减少现有背光模组中上扩散片的使用，提升光线利用率。
请参阅图8，所示为本发明较佳实施例二的光学板30。光学板30与光学板20相似，其不同在于：第一表面301的长条状弧形凹槽302的截面为椭圆。当然，长条状弧形凹槽302的截面还可为抛物线或其他平滑曲线。
请参阅图9，所示为本发明较佳实施例三的光学板40。光学板40与光学板20相似，其不同点在于：第一表面401的长条状弧形凹槽402的沿曲线延伸，具体在本实施例中，长条状弧形凹槽402为沿抛物曲线延伸，且多个长条状弧形凹槽402之间具有相同的曲率。由于长条状弧形凹槽402的沿曲线延伸，因此其还可避免衍射条纹的产生。
请参见图10，所示为本发明较佳实施例的背光模组200，其包括光学板20、框架21及光源22，该光源22位于该框架21内，该光学板20设置于光源22上方，且第一表面201面向光源22。
框架21可由具有高反射率的金属或塑料制成，或涂布有高反射率涂层的金属或塑料制成。
光源22可为线光源或点光源，例如冷阴极荧光灯与发光二极管。具体在本实施例中光源22为冷阴极荧光灯，光源22之间较为紧密排布，且光源22的延伸方向与光学板20第一表面201上的长条状弧形凹槽202的延伸方向相同。
上述背光模组200中，由于光学板20的第一表面201上的长条状弧形凹槽202及第二表面203上的第一长条状V形凸起204和第二长条状V形凸起205交错形成的微结构，可使射入光学板20的光线发生特定的折射、反射与衍射等光学作用，该光学作用与多个光源22之间紧密排布的结构特征相互配合，因此可使得从光学板20处射的光线能形成亮度较均匀的光亮面，从而可减弱甚至避免光源残影，提高背光模组200的出光均匀性，且避免了采用上扩散片而产生的界面损失，提升光线利用率。可以理解，当光源22为点光源时，将点光源紧密排布成阵列，可同样达到使用线光源的效果。
可以理解，当光源22之间的间距较大时，可于本发明的背光模组200的光学板20和光源22之间增设一个扩散板，从而可进一步将光线扩散均匀，提升整个背光模组的出光均匀性。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
Claims (10)
1.一种背光模组，其包括框架、光源及光学板，该光源位于该框架内，该光学板设置于该光源上方，该光学板由透明本体构成，其包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面，其特征在于：该透明本体的第一表面具有多个长条状弧形凹槽，该第二表面具有多个沿第一方向延伸的第一长条状V形凸起与多个沿第二方向延伸的第二长条状V形凸起，该第一方向与第二方向的夹角大于零度小于90度。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：该背光模组进一步包括一个扩散板，该扩散板设置于该光源和该光学板之间。
3.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：该光源为点光源，且紧密排布成阵列。
4.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：每个长条状弧形凹槽沿直线方向延伸，并与该第一方向或第二方向相垂直。
5.一种光学板，其由透明本体构成，该透明本体包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面，其特征在于：该透明本体的第一表面具有多个长条状弧形凹槽，该第二表面具有多个沿第一方向延伸的第一长条状V形凸起与多个沿第二方向延伸的第二长条状V形凸起，该第一方向与第二方向的夹角大于零度小于90度。
6.如权利要求5所述的光学板，其特征在于：相邻长条状弧形凹槽之间的间距的取值范围为0.025毫米至1.5毫米，每一长条状弧形凹槽的深度的取值范围为0.01毫米至3毫米。
7.如权利要求5所述的光学板，其特征在于：该第一长条状V形凸起或第二长条状V形凸起的顶角的取值范围为80度至100度，宽度的取值范围为0.025毫米至1毫米，高度的取值范围为0.01毫米至3毫米。
8.如权利要求5所述的光学板，其特征在于：该光学板的厚度为0.4毫米至4毫米。
9.如权利要求5所述的光学板，其特征在于：该光学板的第一表面的长条状弧形凹槽的竖直截面为半圆弧形、椭圆和抛物线中的一种。
10.如权利要求5所述的光学板，其特征在于：每个长条状弧形凹槽沿曲线方向延伸，且该多个长条状弧形凹槽具有相同的曲率。
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