專利名稱：背光模組及其光學(xué)板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光模組及其光學(xué)板，尤其涉及一種用于液晶顯示的背光模組及其光學(xué)板。
背景技術(shù)：
由于液晶顯示器面板的液晶本身不具發(fā)光特性，因而為達(dá)到顯示效果需給液晶顯示器面 板提供一面光源裝置，如背光模組。背光模組的作用是向液晶顯示器面板供應(yīng)亮度充分且分 布均勻的面光源。
請參見圖l，所示為一種現(xiàn)有的背光模組100，其包括框架101、反射板102、擴(kuò)散板103 、棱鏡片104及至少一個(gè)發(fā)光二極管105?？蚣?01包括一底板1011及多個(gè)從該底板1011邊緣 向其同一側(cè)垂直延伸的側(cè)壁1013。底板1011與多個(gè)側(cè)壁1013共同形成一腔體1015。發(fā)光二極 管105包括出光部1051與基部1053，基部1053與電路板(未標(biāo)示)相連并固定于底板1011。擴(kuò) 散板103與棱鏡片104依次設(shè)置于多個(gè)側(cè)壁1013頂部。反射板102為一個(gè)小框體結(jié)構(gòu)，其可配 置于框架101內(nèi)部。反射板102的底部開設(shè)有與發(fā)光二極管105相對應(yīng)的通孔(圖未標(biāo))，發(fā) 光二極管105的出光部1051穿過相應(yīng)通孔。發(fā)光二極管105的基部1053頂持該反射板102。
工作時(shí)，發(fā)光二極管105產(chǎn)生的光線被反射板102反射進(jìn)入擴(kuò)散板103，在擴(kuò)散板103中被 均勻擴(kuò)散后光線繼續(xù)進(jìn)入棱鏡片104，在棱鏡片104的作用下，出射光線發(fā)生一定程度的聚集 ，使得背光模組在特定視角范圍內(nèi)的亮度提高。
然而，由于發(fā)光二極管105為點(diǎn)光源，其到達(dá)擴(kuò)散板103上各處的距離大小不相等，位于 發(fā)光二極管105正上方的擴(kuò)散板103單位區(qū)域所接受光較多，位于發(fā)光極管105四周的擴(kuò)散板 103單位區(qū)域所接受光較少，因此容易在發(fā)光二極管105正上方的區(qū)域形成亮區(qū)，而在其上方 的四周區(qū)域形成暗區(qū)，影響背光模組100的出光均勻性。為此，通常需在發(fā)光二極管105的上 方設(shè)置反射片106，以控制發(fā)光二極管105正上方的出光量。發(fā)光二極管105與反射片106的搭 配設(shè)計(jì)，可一定程度上減弱發(fā)光二極管105正上方的亮區(qū)，但是背光模組100仍然存在出光不 均的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述狀況，有必要提供一種出光均勻的背光模組及其光學(xué)板。
一種光學(xué)板，其包括至少一個(gè)光學(xué)板單元，該光學(xué)板單元包括第一表面及與該第一表面
相對的第二表面，該第一表面形成有多個(gè)圓錐凸起或臺狀凸起，該第二表面形成有形成有一 個(gè)散射層，且該第一表面和第二表面中至少一表面開設(shè)有至少一個(gè)光源容納部。
一種背光模組，其包括框架、擴(kuò)散板、至少一個(gè)側(cè)光式點(diǎn)光源及光學(xué)板；該框架包括底 板及多個(gè)從該底板邊緣延伸的相互連接的側(cè)壁，該多個(gè)側(cè)壁與該底板形成一個(gè)腔體；至少一 個(gè)具有出光部的點(diǎn)光源固定于底板；該擴(kuò)散板封蓋該腔體；該光學(xué)板設(shè)置于該腔體內(nèi)，其包 括至少一個(gè)光學(xué)板單元，該光學(xué)板單元包括第一表面及與該第一表面相對的第二表面，該第 一表面形成有多個(gè)圓錐凸起或臺狀凸起，該第二表面形成有形成有一個(gè)散射層，且該第一表 面和第二表面中至少一表面開設(shè)有至少一個(gè)光源容納部。
上述背光模組的光學(xué)板的光學(xué)板單元包括光源容納部與出光面上的多個(gè)圓錐凸起或臺狀 凸起以及底面上的散射層，點(diǎn)光源的出光部容納在光源容納部，從點(diǎn)光源發(fā)出的光線通過光 源容納部的內(nèi)側(cè)壁直接進(jìn)入光學(xué)板內(nèi)部。由于圓錐凸起或臺狀凸起具有變化的表面結(jié)構(gòu)，使 得光線在光學(xué)板內(nèi)傳輸至圓錐凸起或臺狀凸起時(shí)，部分原來在未設(shè)有圓錐凸起或臺狀凸起的 光學(xué)板內(nèi)全反射傳播的光線可被圓錐凸起或臺狀凸起調(diào)節(jié)后直接朝向擴(kuò)散板方向折射出射， 從而增加光線的出射量。進(jìn)一步地，由于光學(xué)板的底面設(shè)置有散射層，部分原來在未設(shè)有散 射層的光學(xué)板內(nèi)全反射傳播的光線可被其調(diào)節(jié)后從底面出射，在框架的輔助作用下，此部分 光線多次折射后朝向擴(kuò)散板出射。因此背光模組的光學(xué)利用率也將進(jìn)一步提高。更進(jìn)一步地 ，點(diǎn)光源所發(fā)射的光線大部分于光學(xué)板內(nèi)向四周傳播，點(diǎn)光源被轉(zhuǎn)變成面光源，從而可縮小 混光距離，即可縮小擴(kuò)散板與光學(xué)板之間的距離，因此采用該光學(xué)板的背光模組具有厚度小 的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是一種現(xiàn)有的背光模組的剖面示意圖。
圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例一的背光模組的剖面示意圖。
圖3是圖2所示背光模組的光學(xué)板的立體圖。
圖4是圖3所示光學(xué)板沿IV-IV線的剖面示意圖。
圖5是圖3所示光學(xué)板另一視角的立體圖。
圖6是本發(fā)明較佳實(shí)施例二的光學(xué)板的剖面示意圖。
圖7是本發(fā)明較佳實(shí)施例三的光學(xué)板的圓錐凸起或臺狀凸起在出光面的分布示意圖。
圖8是本發(fā)明較佳實(shí)施例四的光學(xué)板的圓錐凸起或臺狀凸起在出光面的分布示意圖。
圖9至圖14為本發(fā)明光學(xué)板的散射層在底面的分布示意圖。
具體實(shí)施例
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明的背光模組及其光學(xué)板作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
請參見圖2，所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例一的背光模組200，其包括一個(gè)框架21、 一個(gè)反射 板22、 一個(gè)擴(kuò)散板23、 一個(gè)側(cè)光式點(diǎn)光源25、及一塊光學(xué)板20?？蚣?1包括一塊長方形底板 211及四個(gè)從底板211邊緣向其同一側(cè)垂直延伸并相互連接的側(cè)壁213。四個(gè)側(cè)壁213與底板 211共同形成一個(gè)腔體217。擴(kuò)散板23設(shè)置于多個(gè)側(cè)壁213頂部，用于蓋住腔體217。腔體217 用于收容點(diǎn)光源25、反射板22及光學(xué)板20等元件。從點(diǎn)光源25發(fā)出的光線于腔體217內(nèi)充分 混合后可經(jīng)過擴(kuò)散板23出射。
請同時(shí)參見圖3至圖5，光學(xué)板20為矩形透明板，其包括一個(gè)出光面202、 一個(gè)與該出光 面202相對的底面203。底面203中央開設(shè)有光源容納部204。本實(shí)施例中，該光源容納部204 為從底面203貫穿至出光面202的通孔。出光面202形成有位于光源容納部204四周的多個(gè)臺狀 凸起205，該底面203形成有一個(gè)散射層206。
本實(shí)施例中，臺狀凸起205是由兩個(gè)圓錐臺堆疊而成的凸起結(jié)構(gòu)。該多個(gè)臺狀凸起205呈 規(guī)則的陣列式排布。請參見圖4，臺狀凸起205的最大半徑R可為0.01mm《R《2mm，臺狀凸起 205的高度H可為0.01mm《H《3mm，其中頂端圓錐臺的錐度大于0度且小于或等于60度，底端 圓錐臺的錐度大于或等于頂端圓錐臺的錐度。需要說明的是臺狀凸起205的結(jié)構(gòu)并不限于 兩個(gè)圓錐臺堆疊而成的凸起結(jié)構(gòu)，也可為多個(gè)圓錐臺堆疊而成的凸起結(jié)構(gòu)或單個(gè)圓錐臺凸起 等。當(dāng)臺狀凸起205是由多個(gè)圓錐臺堆疊而成的凸起結(jié)構(gòu)時(shí)，該堆疊式圓錐臺凸起的各個(gè)錐 度從下至上依次遞減?？梢岳斫?，該出光面202上形成的也可是多個(gè)圓錐凸起。
該散射層206包括多個(gè)等水平寬度的圓環(huán)狀凸起2061，該多個(gè)圓環(huán)狀凸2061起以光源容 納部204為中心等間距設(shè)置。該散射層206是由擴(kuò)散油墨固化而成，其包括透明樹脂和均勻摻 雜在透明樹脂中的散射粒子。透明樹脂為擴(kuò)散油墨中的清漆固化而成，優(yōu)選丙烯酸樹脂清漆 。散射粒子以一定比例摻入擴(kuò)散油墨中，其可選自以下的一種或多種粒子二氧化硅顆粒、 聚甲基丙烯酸甲酯顆粒和玻璃微珠等。
請?jiān)賲㈤唸D2，側(cè)光式點(diǎn)光源25優(yōu)選為側(cè)光式發(fā)光二極管，其包括一個(gè)基部253， 一個(gè)固 定于基部253上方的出光部251與一個(gè)設(shè)置于出光部251頂端的反射片255。點(diǎn)光源25通過電路 板26連接于底板211。光學(xué)板20設(shè)置在腔體217內(nèi)，其出光面202面向擴(kuò)散板23。點(diǎn)光源25的 出光部251容納于光學(xué)板20的光源容納部204內(nèi)。反射板22開設(shè)一個(gè)對應(yīng)于點(diǎn)光源25的通孔( 未標(biāo)示)。該反射板設(shè)置在光學(xué)板20底面203的下方，點(diǎn)光源25的出光部251穿過該反射板 22上的通孔。
點(diǎn)光源25從出光部251發(fā)出的光線通過光源容納部204的內(nèi)側(cè)壁直接進(jìn)入光學(xué)板20內(nèi)部。
通過改變臺狀凸起205的形狀及夾角8 ，可使光線在光學(xué)板20內(nèi)傳輸至臺狀凸起205時(shí)，部分 原來在未設(shè)有光學(xué)板20的背光模組內(nèi)全反射傳播的光線可被臺狀凸起205調(diào)節(jié)后直接沿特定 的方向折射出射，例如將部分光線調(diào)節(jié)至靠近垂直擴(kuò)散板23方向的正面方向出射，從而增加 正面出射的光線，避免在相鄰的點(diǎn)光源25之間的上方產(chǎn)生暗區(qū)，提高背光模組200的出光均 勻性。進(jìn)一步地，由于光學(xué)板20的底面設(shè)置有散射層206，部分原來在未設(shè)有散射層206的光 學(xué)板20內(nèi)全反射傳播的光線可被其調(diào)節(jié)后從底面203出射，在反射板22的輔助作用下，此部 分光線多次折射后朝向擴(kuò)散板23出射。因此背光模組200的光學(xué)利用率也將進(jìn)一步提高。更 進(jìn)一步地，由于采用側(cè)光式點(diǎn)光源25，點(diǎn)光源25所發(fā)射的光線大部分于光學(xué)板20內(nèi)向四周傳 播，因此點(diǎn)光源被轉(zhuǎn)變成面光源，從而縮小了混光距離，即縮小了擴(kuò)散板23與光學(xué)板20之間 的距離，減小背光模組200的厚度。
可以理解的是為使得該背光模組200在特定的視角范圍內(nèi)具有較高的亮度，在擴(kuò)散板 23的上方還可設(shè)置一棱鏡片24;為使光束于腔體內(nèi)均勻混光和提高光線利用率，該反射板 22可進(jìn)一步包括多個(gè)反射側(cè)壁223。此外，本實(shí)施例中的反射片255并非點(diǎn)光源25的必要元件 ，側(cè)光式點(diǎn)光源25可采用其他減少從其頂部出射光束的設(shè)計(jì)，如于其頂部涂覆反射層等。
另外，當(dāng)框架21為高反射材料制成或于底板211的表面涂覆有高反射涂層，以及于該光 學(xué)板20的底面203及散射層206表面涂覆有高反射涂層時(shí)，本實(shí)施例背光模組200的反射板22 可省略。
請參見圖6，所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例二的光學(xué)板30。該光學(xué)板30與較佳實(shí)施例一的光 學(xué)板20相似，其不同在于光學(xué)板30的光源容納部304為從底面303向光學(xué)板30內(nèi)部凹陷的盲孔 。采用光學(xué)板30的背光模組可搭配一個(gè)未設(shè)反射元件的側(cè)光式點(diǎn)光源，或者該反射元件可分 開設(shè)置于盲孔的頂部。
請參見圖7，所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例三的光學(xué)板40。該光學(xué)板40與較佳實(shí)施例一的光 學(xué)板20相似，其不同在于光學(xué)板40的出光面402上的多個(gè)圓錐臺凸起405為隨機(jī)排布，該種 隨機(jī)排布便于臺狀凸起405的制備。
可以理解，光學(xué)板單元上的臺狀凸起或圓錐凸起的排布方式可為陣列排布、隨機(jī)排布及 相對于光學(xué)板單元的中心對稱分布等，其中陣列排布和中心對稱排布有利于光線在各個(gè)方向 上均勻分散，而隨機(jī)排布便于圓錐凸起或臺狀凸起的制備。
請參見圖9，所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例五的光學(xué)板50。該光學(xué)板50與較佳實(shí)施例一的光 學(xué)板20相似，其不同在于光學(xué)板50為圓形，光學(xué)板60的出光面502上的多個(gè)圓錐臺凸起 505大小不一，且該圓錐臺凸起505與光源容納部504距離越遠(yuǎn)，圓錐臺凸起505的最大半徑越
大。這樣，距離光源容納部504較遠(yuǎn)區(qū)域的圓錐臺凸起505可調(diào)節(jié)相對較多的光線，進(jìn)一步增 加采用光學(xué)板50的背光模組的出光均勻性。另外，在多個(gè)圓錐臺凸起的最大半徑相同的情況 下，通過調(diào)整距離光源容納部較遠(yuǎn)區(qū)域的圓錐臺凸起與距離光源容納部較近區(qū)域的圓錐臺凸 起的相對密度，可使距離光源容納部較遠(yuǎn)的部分區(qū)域出射相對較多的光線，以進(jìn)一步增加背 光模組的出光均勻性。當(dāng)然，設(shè)置有多個(gè)堆疊式圓錐臺凸起或圓錐凸起的光學(xué)板也可采用上 述設(shè)計(jì)。
上述實(shí)施例中，光學(xué)板20， 30， 40， 50都為一整體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的大尺寸的光學(xué)板可由 若干個(gè)上述整體結(jié)構(gòu)的光學(xué)板單元組合而成，或者于每個(gè)光學(xué)板單元開設(shè)多個(gè)光源容納部而 成。光學(xué)板20， 30， 40， 50的形狀除了為矩形外，還可為多邊形或圓形等。
本發(fā)明的光學(xué)板單元或組合光學(xué)板可設(shè)置多個(gè)光源容納部，配合該多個(gè)光源容納部，可 采用不同顏色的側(cè)光式發(fā)光二極管制成白光混光背光模組，或者采用相同顏色的側(cè)光式發(fā)光 二極管制成特定顏色的背光模組。
需要重點(diǎn)指出的是本發(fā)明光學(xué)板也可于底面上形成多個(gè)多個(gè)圓錐凸起或臺狀凸起，于 出光面相應(yīng)形成一個(gè)散射層。因此，如果將光學(xué)板形成有多個(gè)多個(gè)圓錐凸起或臺狀凸起的表 面定義為第一表面，形成有散射層的表面定義為第二表面，則當(dāng)光源容納部為通孔時(shí)，本發(fā) 明光學(xué)板的第一表面或第二表面均可作為出光面；當(dāng)光源容納部為盲孔時(shí)，本發(fā)明光學(xué)板的 第一表面和第二表面中設(shè)置盲孔的一表面作為底面，第一表面和第二表面中的另一表面作為 出光面。
上述實(shí)施例中光學(xué)板20， 30， 40， 50的散射層在底面上的分布還可以有以下變換設(shè)計(jì)以 進(jìn)一步提高光學(xué)板的光學(xué)均勻性。
如圖9所示，該散射層包括多個(gè)圓環(huán)狀凸起6061，該多個(gè)圓環(huán)狀凸起6061均以光源容納 部604為中心等間距設(shè)置，且越遠(yuǎn)離光源容納部604，該圓環(huán)狀凸起的徑向?qū)挾仍酱蟆?br> 如圖10所示，該散射層包括多個(gè)矩形封閉式凸起7061，該多個(gè)矩形封閉式凸起7061以光 源容納部704為中心設(shè)置，且相鄰矩形封閉式凸起7061的間距相等，但越遠(yuǎn)離光源容納部 604，該矩形封閉式凸起7061的凸邊的寬度越大。
如圖11所示，該散射層包括多個(gè)圓環(huán)狀凸起8061，該多個(gè)圓環(huán)狀凸起8061的徑向?qū)挾认?等，且均以光源容納部804為中心間隔設(shè)置，但越遠(yuǎn)離光源容納部804，相鄰圓環(huán)狀凸起 8061的間距越小。
如圖12所示，該散射層包括多個(gè)矩形封閉式凸起9061，該多個(gè)矩形封閉式凸起9061均以 光源容納部904為中心間隔設(shè)置，且該多個(gè)矩形封閉式凸起9061的相應(yīng)凸邊的寬度相等，但
越遠(yuǎn)離光源容納部904，相鄰矩形封閉式凸起9061的間距越小。
如圖13所示，該散射層包括多個(gè)球面凸起1061，該多個(gè)球面凸起1061以光源容納部 1004為中心沿著圓環(huán)形軌道間隔設(shè)置，且越遠(yuǎn)離光源容納部1004，球面凸起1061的直徑越大 面積也越大。
如圖14所示，該散射層1106包括多個(gè)相同大小的球面凸起1161，該多個(gè)球面凸起1161均 以光源容納部1104為中心沿著圓環(huán)形軌道間隔設(shè)置，且越遠(yuǎn)離光源容納部1104，球面凸起的 排布密度越大。
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
1.一種光學(xué)板，其包括至少一個(gè)光學(xué)板單元，該光學(xué)板單元包括第一表面及與該第一表面相對的第二表面，其特征在于該第一表面形成有多個(gè)圓錐凸起或臺狀凸起，該第二表面形成有形成有一個(gè)散射層，且該第一表面和第二表面中至少一表面開設(shè)有至少一個(gè)光源容納部。
2、如權(quán)利要求l所述的光學(xué)板，其特征在于該臺狀凸起為圓錐臺 凸起或堆疊式圓錐臺凸起且該堆疊式圓錐臺凸起的錐度從下至上依次遞減。
3、如權(quán)利要求l所述的光學(xué)板，其特征在于該多個(gè)圓錐凸起或臺 狀凸起在第一表面上陣列排布或隨機(jī)排布。
4、如權(quán)利要求l所述的光學(xué)板，其特征在于該光源容納部為通孔 ，該光學(xué)板的第一表面或第二表面均可作為出光面。
5、如權(quán)利要求l所述的光學(xué)板，其特征在于該光源容納部為盲孔 ，則該光學(xué)板的第一表面和第二表面中設(shè)置盲孔的一個(gè)表面作為底面。
6、如權(quán)利要求l所述的光學(xué)板，其特征在于所述散射層為多個(gè)以 光源容納部為中心的圓環(huán)形凸起或多邊形封閉式凸起或球面凸起。
7、如權(quán)利要求6所述的光學(xué)板，其特征在于所述散射層由透明樹 脂中摻入散射粒子制成；該散射粒子選自以下的一種或多種粒子二氧化硅顆粒、聚甲基丙 烯酸甲酯顆粒和玻璃微珠。
8、如權(quán)利要求6所述的光學(xué)板，其特征在于所述散射層包括以下 設(shè)計(jì)多個(gè)等徑向?qū)挾鹊膱A環(huán)狀凸起均以光源容納部為中心等間距設(shè)置；多個(gè)圓環(huán)狀凸起均 以光源容納部為中心等間距設(shè)置，且越遠(yuǎn)離光源容納部，該圓環(huán)狀凸起的徑向?qū)挾仍酱螅欢?個(gè)等徑向?qū)挾鹊膱A環(huán)狀凸起均以光源容納部為中心間隔設(shè)置，且越遠(yuǎn)離光源容納部，相鄰圓 環(huán)狀凸起的間距越?。欢鄠€(gè)矩形封閉式凸起均以光源容納部為中心設(shè)置，且相鄰矩形封閉式 凸起的間距相等，但越遠(yuǎn)離光源容納部，矩形封閉式凸起的凸邊的寬度越大；多個(gè)矩形封閉 式凸起均以光源容納部為中心設(shè)置，且相鄰矩形封閉式凸起的相應(yīng)凸邊的寬度相等，但越遠(yuǎn) 離光源容納部，相鄰矩形封閉式凸起的間距越??；多個(gè)球面凸起均沿著圓環(huán)形軌道間隔分布 ，且越遠(yuǎn)離光源容納孔，該球面凸起的直徑越大面積也越大；多個(gè)相同大小的球面凸起沿著 圓環(huán)形軌道間隔分布，且越遠(yuǎn)離光源容納孔，該球面凸起的排布密度越大。
9、 一種背光模組，其包括框架、擴(kuò)散板、至少一個(gè)側(cè)光式點(diǎn)光源及 光學(xué)板；該框架包括底板及多個(gè)從該底板邊緣延伸的相互連接的側(cè)壁，該多個(gè)側(cè)壁與該底板 形成一個(gè)腔體；至少一個(gè)具有出光部的點(diǎn)光源固定于底板；該擴(kuò)散板封蓋該腔體；該光學(xué)板 設(shè)置于該腔體內(nèi)，其包括至少一個(gè)光學(xué)板單元，該光學(xué)板單元包括第一表面及與該第一表面 相對的第二表面，其特征在于該第一表面形成有多個(gè)圓錐凸起或臺狀凸起，該第二表面形 成有形成有一個(gè)散射層，且該第一表面和第二表面中至少一表面開設(shè)有至少一個(gè)光源容納部
10、如權(quán)利要求9所述的背光模組，其特征在于該背光模組還包括 一反射板，該反射板設(shè)有至少一通孔，該反射板設(shè)置于該光學(xué)板下方，該點(diǎn)光源相應(yīng)穿過該 通孔。
全文摘要
一種光學(xué)板，其包括至少一個(gè)光學(xué)板單元，該光學(xué)板單元包括第一表面及與該第一表面相對的第二表面，該第一表面形成有多個(gè)圓錐凸起或臺狀凸起，該第二表面形成有形成有一個(gè)散射層，且該第一表面和第二表面中至少一表面開設(shè)有至少一個(gè)光源容納部。本發(fā)明還提供一種采用上述光學(xué)板的背光模組，該背光模組具有出光均勻的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G02B5/02GK101349772SQ200710201139
公開日2009年1月21日 申請日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者章紹漢 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