CN1900786A

CN1900786A - 导光板和背光模组

Info

Publication number: CN1900786A
Application number: CN 200510036130
Authority: CN
Inventors: 张仁淙
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2025-07-21
Also published as: CN100501518C

Abstract

本发明涉及一种导光板和背光模组。该导光板包括：一入光面，一与该入光面连接的出光面，一与该出光面相对的底面，该入光面设有至少一个凸起或凹槽，以及一形成于该凸起或凹槽表面的多层反射膜。本发明还提供一采用该导光板的背光模组，其进一步包括至少一点光源和至少一反光罩与该导光板配合。每个点光源分别对应于该导光板入光面的凸起或凹槽。该反光罩靠近并围住该点光源，用于反射部分光线重新进入该导光板。本发明的背光模组可消除入光面光柱现象，提高光出射均匀性。

Description

导光板和背光模组

【技术领域】

本发明涉及一种导光板和采用该导光板的背光模组，尤其涉及一种侧光式背光模组。

【背景技术】

由于液晶显示器具有轻、薄、耗电小等优点，广泛应用于笔记本计算机、手机、个人数字助理等现代化信息设备。因为液晶显示器中的液晶本身不具发光特性，为达到显示效果，需给液晶显示器面板提供一面光源装置，如背光模组，其功能在于向液晶显示器面板提供亮度充分且分布均匀的面光源。背光模组可按结构分为侧光式背光模组和直下式背光模组二种。

请参阅图1，现有技术的侧光式背光模组10包括光源11和导光板12，该光源11靠近该导光板12的入光面122。其中，导光板12一般由聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等透明材料制成。该光源11采用多个发光二极管(Light Emitting Diode，LED)。另外，也可采用冷阴极萤光管(Cold CathodeFluorescent Lamp，CCFL)。

目前，小尺寸背光模组多用单个或多个LED做光源；大尺寸背光模组多用CCFL做光源。与CCFL相比，LED具有寿命长，色彩艳丽，可靠性高的优点。CCFL中含有汞，所以于环境保护方面，LED也具有显著优点。所以，随着技术的发展，LED作为光源将成为一种趋势。

但是，采用LED做光源11的背光模组10中，导光板12靠近光源11的区域容易出现光柱亮区14，以及导光板相对应于LED的间部分容易出现阴影区16。此现象称为光柱现象，其大大降低导光板的发光均匀性。

为了提高导光板发光均匀性，现有技术采用于导光板入光面形成各种微结构的设计。

请参见图2，其为现有技术中的一种背光模组20，该背光模组20包括多个LED点光源21和一导光板22，其包括一靠近该LED点光源21的入光面222，该入光面222相对应于该LED点光源21处设有多个锯齿棱镜结构224。

请参见图3，其为现有技术中的另一种背光模组30，该背光模组30包括多个LED点光源31和一导光板32，其包括一靠近该LED点光源31的入光面322，该入光面322相对应于该LED点光源31处设有多个锥形等切槽结构324。

上述背光模组20、30的入光面微结构(锯齿棱镜结构224或锥形等切槽结构324)一定程度上可消除光柱现象，但是，上述微结构的沟槽间距约为数百微米，微结构尺寸较小，不适合模具设计的简化要求。

有鉴于此，提供一种通过简化入光面微结构设计，以实现模具设计简化并消除入光面光柱现象的导光板和采用该导光板的背光模组实为必要。

【发明内容】

下面将以若干实施例说明一种通过简化入光面微结构设计，以实现模具设计简化并保证发光均匀性的导光板，以及一种采用该导光板的背光模组。

为实现上述内容，提供一种导光板，其包括：一入光面，一与该入光面连接的出光面，一与该出光面相对的底面，该入光面设有至少一个凸起或凹槽，以及一形成于该凸起或凹槽表面的多层反射膜。

优选的，该凸起包括沿入光面轴向垂直方向设置的三角形柱体、半球面柱体或非球面柱体。

优选的，该凹槽包括沿入光面轴向垂直方向设置的三角形柱体凹槽、半球面柱体凹槽或非球面柱体凹槽。

优选的，该凸起或凹槽沿入光面的底边长度范围为1.7～5.1毫米。

优选的，该多层反射膜是由高、低折射率的二种材料交替而成，其中每层膜的光学厚度为某一可见光波长的四分之一。

以及，为实现上述内容，提供一种背光模组，其包括：至少一点光源；一导光板，其包括一靠近该点光源的入光面，该入光面相对应于该点光源处设有单个凸起或凹槽，和一形成于该凸起或凹槽表面的多层反射膜；以及至少一反光罩靠近并围住该点光源，用于反射部分光线进入该导光板。

相对于现有技术，本实施例的导光板由于其入光面具有结构简单、大小适当的凸起或凹槽，且该凸起或凹槽镀有多层反射膜，导光板的光面凸起或凹槽结构在与多个LED点光源近距离搭配时，LED点光源靠近入光面的光强度由于凸起或凹槽结构与多层反射膜的配合作用而适当减少，即通过控制该凸起或凹槽结构和选择适当反射率的多层反射膜材料，可适当控制光束进入导光板的光强度，从而消除入光面的光柱现像；另外，在光源对应的入光面处，由尺寸较大的单个凸起或凹槽取代现有技术中采用的多个尺寸较小的微结构，使本实施例的导光板模具设计简化。

【附图说明】

图1是现有技术的一种背光模组的俯视图。

图2是现有技术的另一种背光模组的立体结构示意图。

图3是现有技术的又一种背光模组的立体结构示意图。

图4是本发明第一实施例的背光模组的立体结构示意图。

图5是本发明第二实施例的背光模组的立体结构示意图。

图6是本发明第三实施例的背光模组的立体结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图将对本发明实施例作进一步的详细说明。

请参见图4，本发明第一实施例提供一种背光模组40，其包括多个LED点光源41、一导光板42和多个反光罩43。该导光板42包括一入光面422，一与该入光面422连接的出光面425，一与该出光面425相对的底面426，该入光面422设有多个周期隔开排列的凸起424，该凸起424为沿入光面422轴向垂直方向设置的三角形柱体，其从入光面42向外延伸凸出，每个凸起424表面形成一多层反射膜(图未示)。每个LED点光源41与每个凸起424相应靠近。每个反光罩43均具有一大致呈抛物线曲面，该抛物线曲面底端靠近每个LED点光源41，曲面朝向每个LED点光源41，且多个反光罩43相互连接，用于最大限度地反射部分光线重新进入该导光板42，提高光利用率。该反光罩43为同时具有较强反射特性和散热特性的金属材料制成，如铜、银等金属。

沿入光面422的轴向平行方向，该凸起424为等腰三角形，其底角小于或等于10度，沿入光面422的底边长度范围为1.7～5.1毫米。LED点光源41与该凸起424顶点的间距范围为1～1.7毫米。该反光罩43与LED点光源41的间距范围为1～5毫米。本实施例的该导光板42为平板型，该凸起424的三角形柱体高度为该导光板42的厚度，其范围为0.7～1.5毫米。

该多层反射膜是由高、低折射率的二种材料交替蒸镀而成，每层膜的光学厚度为某一可见光波长的四分之一。在适当选择折射率合适的材料情况下，各种反射波通过干涉的相干增强使多层反射膜具有高反射率。其中，高折射率材料的折射率范围为2.1～2.4，其可选自五氧化钛(Ti₂O₅)、三氧化钛(TiO₃)、氧化铌(NbO_x)或五氧化二钽(Ta₂O₅)；低折射率材料的折射率范围为1.4～1.6，其可选自二氧化硅(SiO₂)或三氧化二铝(Al₂O₃)。本实施例采用五氧化钛作为高折射率材料、二氧化硅作为低折射率材料。本实施例的该多层反射膜的反射率范围为40～70％，相应的，透光率范围为30～60％。

本实施例的背光模组40使用时，LED点光源41发出不均匀分布的光束，LED点光源41朝向该凸起424发出的光束强度较大。在该凸起424和多层反射膜配合作用下，该光束被部分反射回该LED点光源41或反光罩43，进入导光板42的光束强度被有效减少，使其光强度与其附近的非凸起处大致相当，从而消除入光面光柱现象。另外，被反射的光束可进一步被循环利用。本实施例可以通过控制该凸起结构和具有不同折射率的多层反射膜材料，选择适当的光束反射率。

请参见图5，本发明第二实施例提供一种背光模组50，其包括多个LED点光源51、一导光板52和多个反光罩53。本实施例的背光模组50与第一实施例大致相同，不同的处在于形成于该导光板52的入光面522的凸起524的结构，该凸起524为沿入光面522轴向垂直方向设置的半圆型柱体，其从入光面52向外延伸凸出，每个凸起524表面形成一多层反射膜(图未示)。该凸起524的半圆型直径与第一实施例三角形底边相等。另外，该凸起524也可选用适当的非球面曲面凸起。

请参见图6，本发明第三实施例提供一种背光模组60，其包括多个LED点光源61、一导光板62和多个反光罩63。本实施例的背光模组60与第二实施例大致相同，不同的处在于多个凹槽624周期隔开排列于该导光板622入光面622，其为沿入光面622轴向垂直方向设置的半圆型柱体凹槽。该多个凹槽624从入光面62向内延伸形成，每个凹槽624表面形成一多层反射膜(图未示)。该凹槽624的直径与第二实施例直径相等。该反光罩63与LED点光源61的间距范围为1～5毫米。另外，该凹槽624也可选用适当的非球面曲面凸起或如第一实施例所述的三角形柱体凹槽。

可以理解的是，本发明的点光源与导光板入光面的凸起或凹槽的间距依照不同光源、光源数量与导光板入光面尺寸大小而定，如导光板入光面宽度为W，以及采用五颗LED点光源，则LED点光源与入光面的凸起或凹槽的顶点或槽底间距可优选W/10，同理，如使用单颗LED点光源，则LED点光源与入光面的凸起或凹槽的顶点或槽底间距可优选W/2。

可以理解的是，本发明的导光板也可于其出光面，底面设置各种微结构，以进一步提高导光板和采用该导光板的背光模组的整体光学性能。本发明的导光板也可采用两相对应的入光面设计，以及搭配相应多个点光源和反光罩设计组成背光模组。另外，本发明背光模组的反光罩也可采用一反光罩同时围住多个点光源的设计，反光罩也可采用具有一定曲率的曲面。

本实施例的导光板由于其入光面具有结构简单、大小适当的凸起或凹槽，且该凸起或凹槽镀有多层反射膜，导光板的光面凸起或凹槽结构在与多个LED点光源近距离搭配时，LED点光源靠近入光面的光强度由于凸起或凹槽结构与多层反射膜的配合作用而适当减少，即通过控制该凸起或凹槽结构和选择适当反射率的多层反射膜材料，可适当控制光束进入导光板的光强度，从而消除入光面的光柱现像；另外，在光源对应的入光面处，由尺寸较大的单个凸起或凹槽取代现有技术中采用的多个尺寸较小的微结构，使本实施例的导光板模具设计简化。

另外，本领域技术人员还可以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之内。

Claims

1.一种导光板，其包括：

一入光面，

一与该入光面连接的出光面，

一与该出光面相对的底面，其特征在于该入光面设有至少一个凸起或凹槽，以及于该凸起或凹槽表面形成一多层反射膜。

2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于该凸起包括沿入光面轴向垂直方向设置的三角形柱体、半球面柱体或非球面柱体。

3.如权利要求1所述的导光板，其特征在于该凹槽包括沿入光面轴向垂直方向设置的三角形柱体凹槽、半球面柱体凹槽或非球面柱体凹槽。

4.如权利要求1所述的导光板，其特征在于该凸起或凹槽沿入光面的底边长度范围为1.7～5.1毫米。

5.如权利要求2或3所述的导光板，其特征在于该三角形柱体为等腰三角形柱体，其底角小于或等于10度。

6.如权利要求1所述的导光板，其特征在于该多层反射膜是由高、低折射率的二种材料交替而成，每层膜的光学厚度为某一可见光波长的四分之一。

7.如权利要求6所述的导光板，其特征在于该多层反射膜的反射率范围为40～70％，透光率范围为30～60％。

8.如权利要求6所述的导光板，其特征在于该高折射率材料包括五氧化钛、三氧化钛、氧化铌或五氧化二钽。

9.如权利要求6所述的导光板，其特征在于该低折射率材料包括二氧化硅或三氧化二铝。

10.一种背光模组，其包括：

至少一点光源；

一导光板，其包括一靠近该点光源的入光面；

至少一反光罩靠近并围住该点光源，用于反射部分光线进入该导光板；

其特征在于该入光面相对应于该点光源处设有单个凸起或凹槽，和于该凸起或凹槽表面形成一多层反射膜。

11.如权利要求10所述的背光模组，其特征在于该点光源为发光二极管。

12.如权利要求10所述的背光模组，其特征在于该反光罩为金属制成。

13.如权利要求10所述的背光模组，其特征在于该点光源与该凸起的顶点的间距范围为1～1.7毫米。

14.如权利要求10所述的背光模组，其特征在于该点光源与该凹槽的槽底的间距范围为1～1.7毫米。

15.如权利要求10所述的背光模组，其特征在于该点光源与该反光罩的间距范围为1～5毫米。