專利名稱：：導光板以及使用該導光板的背光模組的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種導光板以及使用該導光板的背光模組，尤其涉及一種適用于直下式背光模組的導光板以及直下式背光模組。
背景技術：
：近年來，平面顯示裝置發(fā)展迅速，已被廣泛應用于移動通訊及消費性電子產(chǎn)品等領域，例如，數(shù)碼相機、攝像機及帶有攝像功能的手機等(請參見C即turingimageswithdigitalstillcameras,Micro,IEEEVolume:18，issue:6，Nov.-Dec.1998Page(s):14-19)。同時，電子產(chǎn)品對平面顯示裝置(如液晶顯示裝置)的要求不斷提高。背光模組為顯示裝置中的重要組件，其將點光源或線光源發(fā)出的光通過導光板的散射后形成一面光源，故，設計各種背光模組成為目前的研究熱點。背光模組通常包括光源與導光板，且光源相對于導光板的入光面設置。導光板引導從光源發(fā)出的光束的傳輸方向，將線光源或點光源轉換成面光源。按照光源放置位置的不同，背光模組可分為直下式及側置式兩類。直下式背光模組是指將光源置于導光板正下方，直接照明。而側置式背光模組一般將光源置于導光板的側面，光束由側面耦合入導光板，在導光板內(nèi)形成全反射并不斷向前傳播。通過對全反射條件的破壞，實現(xiàn)導光板出光面均勻射出光束。由此可見，導光板的結構對背光模組的出光效果有著重要的影響。如圖1所示，2006年6月21日公開的第1790129號大陸專利申請揭示一種直下式點光源背光組件IO，其包括多個點光源11、一反射板12、一擴散板13以及多層的光學膜。所述反射板12具有多個反射板開孔120，每一個反射板開孔120對應于相對應的點光源11，以使點光源11的光線得以完全穿越上述反射板開孔120而照射擴散板13。該擴散板13相對于該反射板12的表面設置有多個輻射狀隨機網(wǎng)點130，光線照射至該擴散板13，一部分光線透過該擴散板13出射，一部分光線經(jīng)設置在該擴散板13的輻射狀隨機網(wǎng)點130反射至反射板12，該反射光經(jīng)反射板12的再反射至擴散板13，再重新利用。然而，擴散板13為方形或長方形，由于該擴散板13的多個網(wǎng)點130呈輻射狀隨機分布，所以，在該擴散板13邊緣出射光的均勻性較差，無法實現(xiàn)直下式點光源背光組件10的整體均勻出光。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，提供一種可提高直下式背光模組出光均勻性的導光板及直下式背光模組實為必要?！N導光板，包括一底面，該底面設置有散射網(wǎng)點；一出光面，該出光面與該底面相對；以及一側面，該側面連接該底面與該出光面。該導光板的出光面設置有一反射部，該反射部設置于該導光板的出光面與底面中心相對應的位置，且凹入該導光板內(nèi)部。該散射網(wǎng)點分布于以該導光板底面的中心為圓心的多個圓環(huán)上，且各個圓環(huán)上的散射網(wǎng)點均勻分布，每個圓環(huán)上的散射網(wǎng)點數(shù)量滿足以下關系式e=|4[alX(r-a2)X(r_a3)]|，其中，e為散射網(wǎng)點的數(shù)量；r為圓環(huán)的半徑，且r》4毫米；al、a2和a3為常數(shù)，且0.05《al《0.1，a2>6，a3《12?！N背光模組，包括一發(fā)光裝置以及一導光板。該導光板包括一底面，該底面設置有散射網(wǎng)點；一出光面，該出光面與該底面相對；一側面，該側面連接該底面與該出光面。該發(fā)光裝置設置于該導光板底面一側的與該底面中心相對的位置，該導光板的出光面設置有一反射部，該反射部設置于該導光板的出光面與底面中心相對應的位置，且凹入該導光板內(nèi)部。該散射網(wǎng)點分布于以該導光板底面的中心為圓心的多個圓環(huán)上，且各個圓環(huán)上的散射網(wǎng)點均勻分布，每個圓環(huán)上的散射網(wǎng)點數(shù)量滿足以下關系式e=4[alX(r-a2)X(r-a3)]|，其中，e為散射網(wǎng)點數(shù)量；r為圓環(huán)的半徑，且r>4毫米；al、a2和a3為常數(shù)，且O.05《al《0.1，a2>6，a3《12。相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供的背光模組的發(fā)光裝置發(fā)出的光束入射至該導光板出光面的反射部，一部分光束透過該反射部后直接射出，另一部分光束則經(jīng)該反射部反射到該導光板內(nèi)部。由于該導光板底面的散射網(wǎng)點分布于以該導光板底面的中心為圓心的多個圓環(huán)上，且各個圓環(huán)的散射網(wǎng)點均勻分布，每個圓環(huán)的散射網(wǎng)點數(shù)量滿足以下關系式e=|4[alX(r-a2)X(r_a3)]|，距離該導光板的邊緣越近，該圓環(huán)上的散射網(wǎng)點的數(shù)量越多，該散射網(wǎng)點的密度越大。該種結構可以將該導光板出光面反射的光束以及由反射部反射的光束再經(jīng)過散射網(wǎng)點的散射，均勻射向出光面，使得出光面與發(fā)光裝置相對應的區(qū)域的外圍區(qū)域的光束分布會相應增加，這樣從導光板出光面射出的光束分布比較均勻，可提高背光模組的出光均勻性。圖1為現(xiàn)有技術的直下式點光源背光組件的主視示意圖。圖2為本發(fā)明第一實施例提供的背光模組的主視示意圖。圖3為本發(fā)明第一實施例提供的背光模組中導光板的仰視示意圖。圖4為本發(fā)明第一實施例提供的背光模組中發(fā)光裝置的放大示意圖。具體實施例方式下面將結合附圖對本發(fā)明提供的導光板以及使用該導光板的背光模組作進一步的詳細說明。請參閱圖2，本發(fā)明第一實施例提供一種背光模組20，該背光模組20包括發(fā)光裝置200、導光板202、反射板204、微棱鏡系統(tǒng)206，偏振轉換系統(tǒng)208及散射板210。所述導光板202包括一底面212，一與該底面212相對的出光面214及連接所述底面212和出光面214的側面216，且該底面212包括一中心218。所述發(fā)光裝置200設置于該導光板202的底面212—側的正下方與底面212中心218相對的位置。所述反射板204設置于該發(fā)光裝置200與導光板202的底面212之間。所述微棱鏡系統(tǒng)206、偏振轉換系統(tǒng)208及散射板210依次設置于導光板202的出光面214—側。請一并參閱圖4，所述發(fā)光裝置200包括一光源228與一準直裝置230。所述光源228為一點光源，在本實施例中，該光源228為單色的發(fā)光二極管。該準直裝置230的材料選用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，該準直裝置230具有一出射面2301以及與該出射面2301相連的反射面2302，該反射面2302為一非球面曲面。在該反射面2302與出射面2301正對的位置形成有向該準直裝置230內(nèi)部凹陷的光源收容腔2303，該光源收容腔2303用于收容光源228。該光源收容腔2303與該光源228發(fā)光面相對的表面為折射面2304，該折射面2304為一凸向光源228的非球面曲面。該光源228發(fā)出的光束經(jīng)過折射面2304的折射進入該準直裝置230，進入該準直裝置230的光束經(jīng)反射面2302反射后變成平行光束從該準直裝置230的出射面2301出射。因此，所述發(fā)光裝置200發(fā)出的光束為圓柱形的平行光束232，該光束232垂直地入射到該導光板202的底面212的中心218的周邊區(qū)域。優(yōu)選地，該發(fā)光裝置200發(fā)出的光束232的直徑為6毫米至8毫米。所述導光板202為一圓形、方形、矩形或其它多邊形的透明基板。所述透明基板的材料可為聚碳酸酯、PMMA或玻璃等。該導光板202的厚度不限，可根據(jù)實際情況選擇。在本實施例中，該導光板202是邊長為40毫米的正方形的PMMA基板，且該導光板202的厚度為3毫米。所述導光板202的出光面214設置有一反射部222，該反射部222設置于與底面中心218相對應的位置，且該反射部222為一凹入導光板202內(nèi)部的倒置圓錐體、倒置類圓錐體或倒置多棱錐體。在本實施例中，該反射部222優(yōu)選為一倒置圓錐體，該倒置圓錐體的頂部與該導光板222的底面中心218正相對。該倒置圓錐體的底面直徑為8.5毫米至9.2毫米，高度為1.4毫米至1.6毫米。在本實施例中，該倒置圓錐體的底面直徑為8.8毫米，高度為1.6毫米。該反射部222具有一反光面224，該反光面224為該倒置圓錐體的圓錐面，可以理解，由于導光板202的出光面214上設置有一反射部222，反射部222的反光面224可使得發(fā)光裝置200發(fā)出的部分光束232到達反光面224后，經(jīng)該反光面224的反射進入該導光板202內(nèi)部，經(jīng)過該導光板底面212反射后，大部分光線自該導光板出光面214與發(fā)光裝置200相對應的區(qū)域的外圍區(qū)域出射。因而，使得該導光板出光面214與發(fā)光裝置200相對應的區(qū)域的出射光光強被削弱，與發(fā)光裝置200相對應的區(qū)域的外圍區(qū)域的出射光光強被增強。請參閱圖3，所述導光板202的底面212設置有多個散射網(wǎng)點220，所述散射網(wǎng)點220包括凸向該導光板202外部的部分球形、棱錐、棱臺或凹向該導光板202內(nèi)部的部分球形或V型凹槽等。在本實施例中，該散射網(wǎng)點220為凹向該導光板202內(nèi)部的半球形凹槽。所述散射網(wǎng)點220分布于圍繞該底面中心218的多個圓環(huán)上，且各個圓環(huán)上的散射網(wǎng)點均勻分布。該多個圓環(huán)以中心218為圓心同心設置，各個相鄰的兩個圓環(huán)之間的間距相等。或者，每兩個相鄰的圓環(huán)之間的間距沿著遠離底面中心218的方向逐漸遞減，有利于增強靠近導光板202邊緣出射光的光強，使整個導光板202出光均勻。優(yōu)選地，相鄰兩個圓環(huán)之間的間距為0.7毫米至1.5毫米。在所述多個圓環(huán)中，每個圓環(huán)上的散射網(wǎng)點220的數(shù)量e與該圓環(huán)的半徑r滿足以下關系e=|4[alX(r-a2)X(r-a3)]|，符號[]表示取整數(shù)，符號||表示取絕對值。由于所述發(fā)光裝置200發(fā)出的光束為圓柱形平行光束232，且該圓柱形光束232的直徑為6毫米至8毫米，該圓柱形光束232直接入射至該導光板202的底面212，因此，在該導光板202的底面212，以中心218為圓心，半徑r小于4毫米的區(qū)域無需設置散射網(wǎng)點。所以，在上述散射網(wǎng)點數(shù)量e的設置公式中，該圓環(huán)半徑r>4毫米；al、a2和a3為常數(shù)，且0.05《al《0.1，a2>6，a3《12。在本實施例中，所述al=0.1，a2=6，a3=8，不同半徑r的圓環(huán)上散射網(wǎng)點數(shù)量e的設置如表l所示。表1不同半徑r的圓環(huán)上散射網(wǎng)點數(shù)量e<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由于在所述導光板202的出光面214設置有反射部222，發(fā)光裝置200發(fā)出的光束232經(jīng)該反射部222的反射面224反射后進入該導光板202的內(nèi)部，入射至該導光板202的底面212，使在該導光板202的底面212以該底面中心218為圓心的一定區(qū)域內(nèi)光強較強。所以，在該導光板202的底面212以該底面中心218為圓心，在半徑r《IO毫米的區(qū)域內(nèi)可不設置散射網(wǎng)點，在半徑11《r《20毫米的區(qū)域內(nèi)，設置有散射網(wǎng)點220，該散射網(wǎng)點220呈圓環(huán)狀分布，且相鄰圓環(huán)之間間隔1毫米，每一個圓環(huán)上的散射網(wǎng)點220的數(shù)量如表1所示。在半徑r>21毫米的區(qū)域內(nèi)，受導光板形狀的限制，散射網(wǎng)點220分布在該導光板202的四個角落內(nèi)，該散射網(wǎng)點220分布在部分圓環(huán)上，呈圓弧狀分布，且相鄰圓弧之間間隔1毫米，每一個圓環(huán)上的散射網(wǎng)點220的數(shù)量如表1所示。根據(jù)圓弧占整個圓環(huán)的長度比例即可計算出不同半徑r的一段圓弧上散射網(wǎng)點220的數(shù)量。距離該導光板202的邊緣越近，圓環(huán)上的散射網(wǎng)點220的數(shù)量越多，散射網(wǎng)點220的密度越大。上述結構可以將該導光板出光面214反射的光束以及由反射部222反射的光束再經(jīng)過散射網(wǎng)點220的散射，均勻射向出光面214，使得出光面214與發(fā)光裝置200相對應的區(qū)域的外圍區(qū)域的光束分布相應增加，這樣從導光板出光面214射出的光束分布比較均勻，從而提高背光模組20的出光均勻性。所述導光板202的底面212及四個側面216進一步可設置有增反膜，用以增強底面212及側面216的反射功效。導光板202的出光面214可設置有增亮膜、散射膜等光學膜。可以理解，本實施例所提供的導光板202并不限應用于本實施例所提供的背光模組20中，即該導光板202可根據(jù)實際需要應用于不同結構的背光模組20中，以提高背光模組20的出光均勻性。所述反射板204設置于該發(fā)光裝置200與導光板202的底面212之間。該反射板204的形狀及面積與所述導光板202的形狀及面積相對應。該反射板204的厚度不限，為減小背光模組20的厚度，該反射板204的厚度應盡量小。所述反射板204與發(fā)光裝置200相對應的位置可為空心或透明，以使發(fā)光裝置200發(fā)出的光可直接到達導光板202。所述反射板204與導光板202的底面212相對的表面設有一層反射膜226。該反射膜226可有效地將從導光板202的底面212射出的光束反射回導光板202內(nèi)，從而提高背光模組20的亮度?？梢岳斫?，在發(fā)光裝置200與導光板202的底面212之間也可以不設置反射板204，而是在該導光板202的底面212設置一層反射膜，當然，該底面散射網(wǎng)點220的表面也要設置有反射膜。該種結構可以有效減小背光模組20的厚度。所述微棱鏡系統(tǒng)206、偏振轉換系統(tǒng)208及散射板210依次設置于導光板202的出光面214—側，用于將導光板202射出的光束進一步的分散化、均勻化。該微棱鏡系統(tǒng)206、偏振轉換系統(tǒng)208及散射板210均為現(xiàn)有技術中背光模組結構中所常用的組件。所述散射板210設置于導光板202的出光面214—側，且與導光板202的出光面214間隔一定距離設置，用于將從出光面214射出的光束進一步分散及均勻化。所述偏振轉換系統(tǒng)208設置于散射板210上，且設置于散射板210與出光面214相對的一側。偏振轉換系統(tǒng)208根據(jù)光束的偏振方向用于控制、調整光束的傳播。所述微棱鏡系統(tǒng)206設置于偏振轉換系統(tǒng)208上，且設置于偏振轉換系統(tǒng)208與出光面214相對的一側。微棱鏡系統(tǒng)206可為透射式增光膜或反射式增光膜，用以將從導光板202射出的光進行有效調整，使得導光板202射出的光束于整體上具有一定的集中度，從而調整導光板202射出光束的整體亮度。可以理解，該微棱鏡系統(tǒng)206、偏振轉換系統(tǒng)208及散射板210為一可選擇結構。本發(fā)明第二實施例提供一種背光模組，該背光模組與第一實施例的背光模組20結構基本相同，其區(qū)別在于該背光模組中導光板底面的散射網(wǎng)點在每一圓環(huán)的分布數(shù)量不同于表l所示，可以在上述公式中選取al=0.I，a2=6，a3=12，不同半徑r的圓環(huán)上散射網(wǎng)點數(shù)量e的設置如表2所示。表2不同半徑r的圓環(huán)上散射網(wǎng)點數(shù)量er(毫米)4567891011121314151640000000004816r(毫米)1718192021222324252627286202836445264728496112124140本發(fā)明第三實施例提供一種背光模組，該背光模組與第一實施例的背光模組20結構基本相同，其區(qū)別在于該背光模組中導光板底面的散射網(wǎng)點在每一圓環(huán)的分布數(shù)量不同于表1、表2所示，可以在上述公式中選取al=0.08，a2=10，a3=10，不同半徑r的圓環(huán)散射網(wǎng)點數(shù)量e的設置如表3所示。表3不同半徑r的圓環(huán)散射網(wǎng)點數(shù)量er(毫米)456789101112131415168840000000488r(毫米)171819202122232425262728612202432364452607280921007本發(fā)明第四實施例提供一種背光模組，該背光模組與第一實施例的背光模組20結構基本相同，其區(qū)別在于該背光模組中導光板底面的散射網(wǎng)點在每一圓環(huán)的分布數(shù)量不同于表1、表2以及表3所示，可以在上述公式中選取al=0.05，a2=6，a3=12，不同半徑r的圓環(huán)散射網(wǎng)點數(shù)量e的設置如表4所示。表4不同半徑r的圓環(huán)散射網(wǎng)點數(shù)量e<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>可以理解，每個圓環(huán)散射網(wǎng)點的數(shù)量e的設置與該圓環(huán)的半徑r滿足e=4[alX(r-a2)X(r-a3)]|即可，其中，該圓環(huán)半徑r>4;al、a2和a3為常數(shù)，且0.05《al《0.1，a2>6，a3《12。另外，各個相鄰圓環(huán)之間的間距隨著靠近該導光板的邊緣也可以越來越小，只要確定該散射網(wǎng)點所分布的圓環(huán)的半徑，即可依據(jù)上述公式計算出該圓環(huán)散射網(wǎng)點的數(shù)量。本發(fā)明提供的背光模組使用時，發(fā)光裝置發(fā)出的光形成一圓柱形光束。該圓柱形光束透過反射板的空心部分進入到導光板內(nèi)，且到達反射部。一部分光透過反射部后由出光面射出。另一部分光則經(jīng)反光面反射到達導光板內(nèi)部。由于本發(fā)明的導光板底面的散射網(wǎng)點分布于以該導光板底面的中心為圓心的多個圓環(huán)，且各個圓環(huán)的散射網(wǎng)點均勻分布，每個圓環(huán)的散射網(wǎng)點數(shù)量e=|4[alX(r-a2)X(r_a3)]|，距離該導光板的邊緣越近，該圓環(huán)散射網(wǎng)點的數(shù)量越多，該散射網(wǎng)點的密度越大。該種結構可以將該導光板出光面反射的光束以及由反射部反射的光束再經(jīng)過散射網(wǎng)點的散射，均勻射向出光面，使得出光面與發(fā)光裝置相對應的區(qū)域的外圍區(qū)域的光束分布會相應增加，這樣從導光板出光面射出的光束分布比較均勻，可提高背光模組的出光均勻性。本發(fā)明提供的背光模組可廣泛應用于液晶顯示器的等平面顯示裝置中。另外，本領域技術人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。權利要求一種導光板，其包括一底面，該底面設置有散射網(wǎng)點；一出光面，該出光面與該底面相對；以及一側面，該側面連接該底面與該出光面；其特征在于該導光板的出光面設置有一反射部，該反射部設置于該導光板的出光面與底面中心相對應的位置，且凹入該導光板內(nèi)部，該散射網(wǎng)點分布于以該導光板底面的中心為圓心的多個圓環(huán)上，且各個圓環(huán)上的散射網(wǎng)點均勻分布，每個圓環(huán)上的散射網(wǎng)點數(shù)量滿足以下關系式e＝|4[a1×(r-a2)×(r-a3)]|，其中，e為散射網(wǎng)點的數(shù)量；r為圓環(huán)的半徑，且r≥4毫米；a1、a2和a3為常數(shù)，且0.05≤a1≤0.1，a2≥6，a3≤12。2.如權利要求1所述的導光板，其特征在于，該反射部為凹入導光板內(nèi)部的倒置圓錐體、倒置類圓錐體或倒置多棱錐體。3.如權利要求2所述的導光板，其特征在于，該倒置圓錐體的底面直徑為8.5毫米至9.2毫米，該倒置圓錐體的高度為1.4毫米至1.6毫米。4.如權利要求3所述的導光板，其特征在于，該al為0.1，a2為6，a3為8。5.如權利要求1所述的導光板，其特征在于，該各個相鄰的圓環(huán)之間的間距相等。6.如權利要求1所述的導光板，其特征在于，隨著遠離導光板底面的中心，各個相鄰圓環(huán)之間的間距越來越小。7.—種背光模組，其包括一發(fā)光裝置，以及一導光板，該導光板包括一底面，該底面設置有散射網(wǎng)點；一出光面，該出光面與該底面相對；一側面，該側面連接該底面與該出光面，該發(fā)光裝置設置于該導光板底面一側的與該底面中心相對的位置，其特征在于該導光板的出光面設置有一反射部，該反射部設置于該導光板的出光面與底面中心相對應的位置，且凹入該導光板內(nèi)部，該散射網(wǎng)點分布于以該導光板底面的中心為圓心的多個圓環(huán)上，且各個圓環(huán)上的散射網(wǎng)點均勻分布，每個圓環(huán)上的散射網(wǎng)點數(shù)量滿足以下關系式e=|4[alX(r-a2)X(r_a3)]|，其中，e為散射網(wǎng)點的數(shù)量；r為圓環(huán)的半徑，且r>4毫米；al、a2和a3為常數(shù)，且O.05《al《0.1，a2>6，a3《12。8.如權利要求7所述的背光模組，其特征在于，該反射部為凹入導光板內(nèi)部的倒置圓錐體、倒置類圓錐體或倒置多棱錐體。9.如權利要求8所述的背光模組，其特征在于，該倒置圓錐體的底面直徑為8.5毫米至9.2毫米，該倒置圓錐體的高度為1.4毫米至1.6毫米。10.如權利要求7所述的背光模組，其特征在于，該發(fā)光裝置包括一光源與一準直裝置，該準直裝置將該光源發(fā)出的光束準直成圓柱形的平行光束。全文摘要一種導光板，包括一底面，該底面設置有散射網(wǎng)點；一出光面，該出光面與該底面相對；以及一側面，該側面連接該底面與該出光面。該導光板的出光面設置有一反射部，該反射部設置于該導光板的出光面與底面中心相對應的位置，且凹入該導光板內(nèi)部。該散射網(wǎng)點分布于以該導光板底面的中心為圓心的多個圓環(huán)，且各個圓環(huán)的散射網(wǎng)點均勻分布，每個圓環(huán)的散射網(wǎng)點數(shù)量滿足以下關系式e＝｜4[a1×(r-a2)×(r-a3)]｜，其中，e為散射網(wǎng)點的數(shù)量；r為圓環(huán)的半徑，且r≥4毫米；a1、a2和a3為常數(shù)，且0.05≤a1≤0.1，a2≥6，a3≤12。另外，本發(fā)明還提供一使用該導光板的背光模組。文檔編號F21V8/00GK101750665SQ20081021819公開日2010年6月23日申請日期2008年12月12日優(yōu)先權日2008年12月12日發(fā)明者張鶴,朱鈞,趙燕,金國藩申請人:清華大學;鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司