專利名稱：背光模塊及其導光板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光模塊及其導光板，特別涉及一種用于液晶顯示器的背光模塊。
背景技術(shù)：
由于液晶顯示器面板中的液晶本身不具發(fā)光特性，因而，為達到顯示效果，必須給液晶顯示器面板提供一光源裝置，如背光模塊，其功能是向液晶顯示器面板提供亮度充分且分布均勻的面光源。導光板是背光模塊的關(guān)鍵組件，其必須具備良好的光學設計，使導光板能引導光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)換成亮度與色度均可達一定要求的面光源。
一種現(xiàn)有技術(shù)背光模塊可參閱1996年8月20日公告的美國專利第5,548,670號，如圖1所示，該背光模塊1包括平行相對設置的光源101和102、一設置在光源101和102間的導光板12、一設置在導光板12下方的反射板13和一位于該導光板2上方的集光片14。該背光模塊1中，由于導光板12不具集光功能，為使得該背光模塊1的出光亮度高，需采用集光片14，此舉增加了該背光模塊1的生產(chǎn)成本。另外，由于采用集光片14，從光源101及102出射的光線必須多通過一光學介質(zhì)(即集光片14)才能出射，會增加光能量的損耗，即會降低光利用率。
另一種現(xiàn)有技術(shù)背光模塊如圖2所示，該背光模塊2包括一導光板22、位于該導光板22一側(cè)的光源20和一設置在該導光板22下方的反射板23，該光源20由多個發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)構(gòu)成，該導光板22包括一由多個均勻分布的細微V形槽構(gòu)成的出光面221。如上所述，該出光面221相當于一微棱鏡陣列，其功用可等效于圖1所示的集光片14，因而，該背光模塊2無需采用集光片即可達到出光亮度高的目的。與背光模塊1相比，該背光模塊2的生產(chǎn)成本較低，而且，由于從該背光模塊2出射的光線比從背光模塊1出射的光線少通過一光學介質(zhì)(即集光片14)，故該背光模塊2比背光模塊1的光利用率高。
請參閱圖3，是兩顆發(fā)光二極管的出射光在一空間平面的能量分布示意圖。由于發(fā)光二極管的出射光能量呈一圓錐分布，因而該發(fā)光二極管光源201和202的出射光入射至一空間平面200時，該空間平面200會存在出射光無法到達的區(qū)域261、262和263，該區(qū)域261、262和263通常被稱為暗帶區(qū)。綜上所述，該背光模塊2中，光源20入射至導光板22時，該導光板22中會存在暗帶區(qū)。
請參閱圖4，是兩顆發(fā)光二極管的出射光在光束角變小的情形下，在一空間平面的能量分布示意圖。若發(fā)光二極管光源201和202的出射光先通過某一介質(zhì)使得光束角變小后再入射至空間平面200，則將形成暗帶區(qū)281、282和283，且該暗帶區(qū)281、282和283的面積大于圖3所示暗帶區(qū)261、262和263的面積。因該導光板22的出光面221的功用等效于一集光片，即該導光板22具集光功能，使得從出光面221出射的光線的光束角減小，如上所述，當出射光的光束角變小時，其入射至空間平面時形成的暗帶區(qū)增大，故，將使得該背光模塊2出射光線形成的暗帶區(qū)范圍擴大，進而影響該背光模塊2的出射光的均勻分布。
請參閱圖5，是該背光模塊2的部分光路示意圖。該導光板22進一步包括一與出光面221相對設置的底面226，為使光源20發(fā)出的光入射至導光板22后，能均勻分布且能從出光面221出射，通常在該導光板22的底面226設置多個散射網(wǎng)點227，該散射網(wǎng)點227用于均勻散射該入射光并破壞該入射光的全反射條件。但是，由于出光面221存在細微V形槽，可能出現(xiàn)如下情形從光源20入射至導光板22的光線204經(jīng)由散射網(wǎng)點227散射至出光面221時，被V形槽會聚后出射；而光源20入射至導光板22的光線203經(jīng)過散射網(wǎng)點227散射至出光面221時，會有部分被V形槽反射回該導光板22內(nèi)。如上所述，由于出光面221的V形槽與底面226的散射網(wǎng)點227共同作用，使得從光源20入射至該導光板22的部分光線不能從該出光面221出射，且無法在該出光面221上形成均勻分布的亮帶。

發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)背光模塊及其導光板出光亮度不均勻的缺陷，本發(fā)明提供一種既具有集光功能，又可使得出光亮度均勻的導光板，本發(fā)明還提供一種使用該導光板的背光模塊。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種導光板，其包括一本體、一集光層和一設置在該本體與集光層之間的高透光介質(zhì)層，該本體包括一設置有多個散射結(jié)構(gòu)的底面，該集光層包括一設置有多個集光結(jié)構(gòu)的出光面，該高透光介質(zhì)層所采用材料的折射率小于導光板本體和集光層材料的折射率。
本發(fā)明解決技術(shù)問題的又一技術(shù)方案是提供一種背光模塊，其包括至少一點光源和一導光板，該導光板包括一本體、一集光層和一設置在該本體與集光層之間的高透光介質(zhì)層，該本體包括一設置有多個散射結(jié)構(gòu)的底面，該集光層包括一設置有多個集光結(jié)構(gòu)的出光面，該點光源設置在該導光板一側(cè)，該高透光介質(zhì)層所采用材料的折射率小于導光板本體和集光層材料的折射率。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的導光板集光層的出光面包括多個集光結(jié)構(gòu)，該底面包括多個散射結(jié)構(gòu)，該導光板包括一設置在該本體和集光層之間的高透光介質(zhì)層，且該高透光介質(zhì)層所采用材料的折射率小于導光板本體和集光層材料的折射率，從而，入射至該導光板本體的光線經(jīng)由底面散射結(jié)構(gòu)散射后再傳輸至高透光介質(zhì)層時，可能會發(fā)生全反射，并在均勻分布后入射至高透光介質(zhì)層，平移后傳輸至出光面，經(jīng)該出光面的集光結(jié)構(gòu)集光后出射或反射至高透光介質(zhì)層，此時，也可能發(fā)生全反射，因而，該高透光介質(zhì)層有效隔離該集光結(jié)構(gòu)和散射結(jié)構(gòu)，從而達到出光亮度高且均勻的目的。
本發(fā)明的背光模塊由于采用上述導光板，也具有生產(chǎn)成本較低、光利用率高、出光亮度高且分布均勻的優(yōu)點。


圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)背光模塊的立體圖。
圖2是另一種現(xiàn)有技術(shù)背光模塊的立體圖。
圖3是兩顆LED的出射光在一空間平面的能量分布示意圖。
圖4是兩顆LED的出射光在光束角變小的情形下，在一空間平面的能量分布示意圖。
圖5是圖4所示背光模塊的部分光路示意圖。
圖6是本發(fā)明背光模塊第一實施方式的立體圖。
圖7是圖6所示背光模塊的部分光路示意圖。
圖8是本發(fā)明背光模塊第二實施方式的立體圖。
具體實施方式
本發(fā)明背光模塊的第一實施方式如圖6所示，該背光模塊3包括點光源301、302、303與304、分別設置在該點光源301、302、303與304周圍的反射罩311、312、313與314和一平板形導光板34，該導光板34包括一本體32、一集光層33和一設置在該本體32與集光層33之間的高透光介質(zhì)層35，該本體32包括入光面322和323、與該入光面322和323相鄰并相對設置的反射面324和325及一與該出光面321相對設置的底面326，該集光層包括一與該入光面322和323相鄰的出光面321。該點光源301和302設置在該入光面322一側(cè)，該點光源303和304設置在該入光面323一側(cè)，該出光面321包括多個均勻分布的細微V形槽。
其中，該高透光介質(zhì)層35的厚度大約為100μm，其采用等方性材料制成，其折射率小于該本體32和集光層33的材料折射率，如該本體32和集光層33的材料為PMMA(Polymethyl Methacrylate，聚甲基丙烯酸甲脂，也稱為壓克力材料)，其折射率為1.49，該高透光介質(zhì)層35的材料為二氧化硅(SiO2)，其折射率為1.45840。另外，該本體32的入光面322和323鍍有增透膜，該反射面324和325鍍有增反膜。
請參閱圖7，是該背光模塊3的部分光路示意圖。該本體32的底面326上設置有多個散射網(wǎng)點327，該散射網(wǎng)點327用以破壞入射至本體32的光線的全反射條件并將其均勻散射。由于該高透光介質(zhì)層35的折射率低于該本體32和集光層33的折射率，從而當光線從本體32傳輸至該高透光介質(zhì)層35時，可能會發(fā)生全反射，且光線從出光面321向外界傳輸時，也可能會發(fā)生全反射，因而該背光模塊3的光路包括如下三種情形從光源301出射的光線310進入本體32后被散射網(wǎng)點327反射至高透光介質(zhì)層35時，被該高透光介質(zhì)層35平移后傳輸至該集光層33的出光面321，并被該出光面321的V形槽會聚后出射。
從光源301出射的光線315進入本體32后被散射網(wǎng)點327反射至高透光介質(zhì)層35時，被該高透光介質(zhì)層35平移后傳輸至該集光層32的出光面321，但是，由于發(fā)生全反射，該光線315被出光面321的V形槽全部反射，而可能再次回到該高透光介質(zhì)層35，且也極可能在該高透光介質(zhì)層35上發(fā)生全反射，即該光線315被出光面321的V形槽反射后并不直接回到散射網(wǎng)點327，也即該高透光介質(zhì)層35將V形槽及散射網(wǎng)點327對該光線315的作用隔離，因而，不會影響該散射網(wǎng)點327對入射光線的均勻散射。
從光源301出射的光線316進入本體32后被散射網(wǎng)點327反射至高透光介質(zhì)層35時，發(fā)生全反射，該光線316被反射至本體32的其它表面或散射網(wǎng)點上，被破壞全反射條件后，再到達該高透光介質(zhì)層35并通過。
如上所述，該高透光介質(zhì)層35可有效隔離該出光面321的V形槽及散射網(wǎng)點327，使得入射至該本體32的光線傳輸至該高透光介質(zhì)層35時，形成均勻分布后再被V形槽集光出射，從而達到出光亮度高且均勻的目的。
請參閱圖8，是本發(fā)明背光模塊的第二實施方式。該背光模塊4與圖6所示的背光模塊3的不同之處在于該背光模塊4所采用的導光板42為楔形，且該導光板44的本體42包括一入光面422，點光源401和402設置在該入光面422一側(cè)，該集光層43的出光面421包括多個起集光作用的細微U形槽，該高透光介質(zhì)層45設置在該本體42與集光層43之間。
但是，本發(fā)明背光模塊及其導光板并不限于上述實施方式所述，如該點光源可為發(fā)光二極管，該導光板可為碟形導光板，該散射網(wǎng)點可為凸塊或凹槽所取代；該U形槽或V形槽可為半圓柱體所取代；該散射網(wǎng)點可均勻或非均勻分布；該V形槽或U形槽可均勻或非均勻分布等。
權(quán)利要求
1.一種導光板，其包括一本體與一集光層，該本體包括一設置有多個散射結(jié)構(gòu)的底面，該集光層包括一設置有多個集光結(jié)構(gòu)的出光面，其特征在于該導光板還包括一高透光介質(zhì)層，該高透光介質(zhì)層設置在該本體和集光層之間，該高透光介質(zhì)層的折射率低于該本體和集光層材料的折射率。
2.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于該導光板為平板形、楔形或碟形。
3.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于該集光結(jié)構(gòu)為U形槽、V形槽或半圓柱體。
4.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于該散射結(jié)構(gòu)為散射網(wǎng)點、散射凸塊或散射凹槽。
5.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于該多個集光結(jié)構(gòu)均勻分布。
6.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于該多個散射結(jié)構(gòu)均勻分布。
7.一種背光模塊包括至少一點光源和一導光板，其特征在于該導光板是如權(quán)利要求1至6項的任意一項所述的導光板。
8.如權(quán)利要求7所述的背光模塊，其特征在于該點光源為發(fā)光二極管。
全文摘要
一種背光模塊，其包括至少一點光源和一導光板，該導光板包括一本體、一集光層和一設置在該本體與集光層之間的高透光介質(zhì)層，該本體包括一設置有多個散射結(jié)構(gòu)的底面，該集光層包括一設置有多個集光結(jié)構(gòu)的出光面，該點光源設置在該導光板一側(cè)，該高透光介質(zhì)層所采用材料的折射率小于導光板本體和集光層材料的折射率。
文檔編號G02B5/02GK1570677SQ0313982
公開日2005年1月26日 申請日期2003年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月12日
發(fā)明者林志泉 申請人: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