CN101339327B - 背光模组及其光学板 - Google Patents

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Abstract

一种光学板，其包括至少一个光学板单元，该光学板单元包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面。该第一表面形成有多个微凸起，每个微凸起包括至少三个相互连接的侧面，每个侧面的水平宽度沿远离第一表面的方向逐渐缩小。该第二表面形成有多个堆叠式圆锥台形第二微凸起，每个第二微凸起与其底表面平行的截面均为圆形截面，且所述圆形截面的直径沿远离其底表面的方向逐渐减小。该第一表面和第二表面其中至少一表面开设有至少一个光源容纳部。本发明还提供一种采用上述光学板的背光模组。上述背光模组及其光学板具有出光均匀的优点。

Description

背光模组及其光学板
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
由于液晶显示器面板的液晶本身不具发光特性，因而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。背光模组的作用是向液晶显示器面板供应亮度充分且分布均匀的面光源。
请参见图1，所示为一种现有的背光模组100，其包括框架101、反射板102、扩散板103、棱镜片104及至少一个发光二极管105。框架101包括一底板1011及多个从该底板1011边缘向其同一侧垂直延伸的侧壁1013。底板1011与多个侧壁1013共同形成一腔体(图未标)。发光二极管105包括出光部1051与基部1053，基部1053与电路板(图未标)相连并固定于底板1011。扩散板103与棱镜片104依次设置于多个侧壁1013顶部。扩散板103可使从发光二极管105出射的光线发生扩散，以提高背光模组100的出光均匀性。棱镜片104可提高背光模组100在特定视角范围内的出射光亮度。反射板102为一个小框体结构，其可配置于框架101内部。反射板102的底部开设有与发光二极管105相对应的通孔(图未标)，发光二极管105的出光部1051穿过相应通孔。发光二极管105的基部1053顶持该反射板102。
工作时，发光二极管105产生的光线被反射板102反射进入扩散板103，在扩散板103中被均匀扩散后光线继续进入棱镜片104，在棱镜片104的作用下，出射光线发生一定程度的聚集，使得背光模组在特定视角范围内的亮度提高。
然而，由于发光二极管105为点光源，其到达扩散板103上各处的距离大小不相等，位于发光二极管105正上方的扩散板103单位区域所接受光较多，位于发光极管105四周的扩散板103单位区域所接受光较少，因此容易在发光二极管105正上方的区域形成亮区，而在其上方的四周区域形成暗区，影响背光模组100的出光均匀性。为此，通常需在发光二极管105的上方设置反射片106，以控制发光二极管105正上方的出光量。发光二极管105与反射片106的搭配设计，可一定程度上减弱发光二极管105正上方的亮区，但是背光模组100仍然存在出光不均的缺点。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种出光均匀的背光模组及其光学板。
一种光学板，其包括至少一个光学板单元，该光学板单元包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面。该第一表面形成有多个微凸起，每个微凸起包括至少三个相互连接的侧面，每个侧面的水平宽度沿远离第一表面的方向逐渐缩小。该第二表面形成有多个第二微凸起，每个第二微凸起与其底表面平行的截面均为圆形截面，且所述圆形截面的直径沿远离其底表面的方向逐渐减小。该第一表面和第二表面其中至少一表面开设有至少一个光源容纳部。每个第二微凸起为堆叠式圆锥台形凸起。
一种背光模组，其包括框架、扩散板、至少一个点光源及光学板。该框架包括底板及多个从该底板边缘延伸的相互连接的侧壁，该多个侧壁与该底板形成一个腔体。该至少一个具有出光部的点光源设于该底板表面。该扩散板设于该框架顶部并盖住该腔体。该光学板设置于该腔体内，其包括至少一个光学板单元，该光学板单元包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面。该第一表面形成有多个微凸起，每个微凸起包括至少三个相互连接的侧面，每个侧面的水平宽度沿远离第一表面的方向逐渐缩小。该第二表面形成有多个第二微凸起，每个第二微凸起与其底表面平行的截面均为圆形截面，且所述圆形截面的直径沿远离其底表面的方向逐渐减小。该第一表面和第二表面其中至少一表面开设有光源容纳部；该点光源的出光部相应设置于该光源容纳部内。每个第二微凸起为堆叠式圆锥台形凸起。
上述背光模组的光学板的光学板单元包括光源容纳部与第一表面上的多个第一微凸起以及第二表面形成多个第二微凸起，点光源的出光部容纳在光源容纳部，从点光源发出的光线通过光源容纳部的内侧壁直接进入光学板内部。由于第一微凸起与第二微凸起具有变化的表面结构，使得光线在光学板内传输至微凸起时，部分光线可被该第一微凸起与第二微凸起调节沿特定的方向折射出射，从而易于避免在点光源上方或四周的区域产生暗区或亮区，提高背光模组的出光均匀性。因此，上述背光模组及其光学板具有出光均匀的优点。
附图说明
图1是一种现有的背光模组的剖面示意图。
图2是本发明较佳实施例一的背光模组的剖面示意图。
图3是图2所示背光模组的光学板的立体图。
图4是图3所示光学板沿V-V线的剖视图。
图5是图3所示光学板另一视角的立体图。
图6是本发明较佳实施例二的光学板的剖面图。
图7是本发明较佳实施例三的光学板的剖面图。
图8是本发明较佳实施例四的光学板的剖面图。
图9是本发明较佳实施例五的光学板的分解立体图。
具体实施例
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2，所示为本发明较佳实施例一的背光模组200，其包括一个框架21、一个反射板22、一个扩散板23、一个侧光式点光源25、及一块光学板20。框架21包括一块长方形底板211及四个从底板211边缘垂直延伸并相互连接的侧壁213。四个侧壁213与底板211共同形成一个腔体217。扩散板23设置于多个侧壁213顶部，用于封盖腔体217。腔体217用于收容点光源25、反射板22及光学板20等元件。从点光源25发出的光线于腔体217内充分混合后可经过扩散板23出射。
请同时参见图3至图5，光学板20为矩形透明板，其包括一个出光面202、一个与该出光面202相对的底面203。底面203中央开设有光源容纳部204。光源容纳部204为从底面203贯穿至出光面202的通孔。出光面202形成有位于光源容纳部204四周的多个第一微凸起205。底面203形成多个第二微凸起206。
每个第一微凸起205包括至少三个相互连接的侧面，每个侧面的水平宽度沿远离出光面202的方向逐渐缩小。本实施例中，多个第一微凸起205呈规则的阵列式排布，且每个第一微凸起205为正四面锥形，其中每个第一微凸起205的两相对侧面的夹角θ1的取值范围可为60至120度。在X轴方向或在Y轴方向，相邻第一微凸起205之间的间距可为0.025毫米至2毫米。可以理解，第一微凸起205的形状并不限于正四面锥形凸起，也可为三面锥形凸起，多面锥台形凸起等。
每个第二微凸起206与底面203平行的截面均为圆形截面，且所述圆形截面的直径沿远离其底表面的方向逐渐减小。本实施例中，多个第二微凸起206呈规则的阵列式排布，且每个第二微凸起206为圆台形，其中每个第二微凸起206最大处直径D的取值范围可为0.02毫米至4毫米，高度H的取值范围可为0.01毫米至3毫米，第二微凸起206的锥度取值范围可大于0度且小于等于60度。
请再参阅图2，侧光式点光源25优选为发光二极管，其包括一个基部253，一个固定于基部253上方的出光部251与一个设置于出光部251顶端的反射元件255。点光源25通过电路板257固定于底板211。光学板20设置在腔体217内，其出光面202面向扩散板23。点光源25的出光部251容纳于光学板20的光源容纳部204内。反射板22开设一个对应于点光源25的通孔(未标示)。反射板22设置在光学板20底面203的下方，点光源25的出光部251穿过该通孔。
点光源25从出光部251发出的光线通过光源容纳部204的内侧壁直接进入光学板20内部。由于第一微凸起205具有变化的表面结构，使得光线在光学板20内传输至第一微凸起205时，部分光线可被第一微凸起205调节后沿特定的方向折射出射，例如将部分光线调节至靠近垂直扩散板23方向的正面方向出射，从而增加正面出射的光线，避免在相邻的点光源25之间的上方产生暗区，提高背光模组200的出光均匀性。且由于光学板20的底面设置有第二微凸起206，因此还有部分光线可被第二微凸起206调节后最终沿特定的方向折射出射，例如，部分原来在未设有第二微凸起206的光学板20内全反射传播的光线可被其调节后从底面203出射，在反射板22的辅助作用下，此部分光线也从正面方向出射，从而进一步提高背光模组200的出光均匀性。此外，由于采用侧光式点光源25，点光源25所发射的光线大部分于光学板20内向四周传播，因此点光源被转变成面光源。点光源25正上方的区域将避免出现亮点，此设计为缩小扩散板23与光学板20之间的距离成为可能，从而减小背光模组200的厚度。
可以理解的是：为使背光模组200在特定的视角范围内具有较高的亮度，在扩散板23的上方还可设置一棱镜片24；为使光束于腔体内均匀混光和提高光线利用率，反射板22可进一步包括多个反射侧壁223。另外需要强调的是：本实施例中，设置于出光面202的第一微凸起205阵列的延伸方向(沿X轴或Y轴方向)与光学板20的侧边相平行或垂直。该延伸方向也可与光学板20侧边形成一个锐角夹角，此设计可进一步控制出射光的出射角度。同样的考虑，设置于底面203的第二微凸起206的阵列延伸方向也可与光学板20侧边形成一个锐角夹角。
另外，当框架21为高反射材料制成时，本实施例的反射板22可省略。
请参见图6，所示为本发明较佳实施例二的光学板30。该光学板30与较佳实施例一的光学板20相似，其不同在于光学板30的光源容纳部304为从底面303向光学板30内部凹陷的盲孔。采用光学板30的背光模组可搭配一个未设反射元件的侧光式点光源，或者该反射元件可分开设置于盲孔的顶部。
请参见图7，所示为本发明较佳实施例三的光学板40。该光学板40与较佳实施例二的光学板30相似，其不同在于光学板40的第一微凸起405的顶角以及相邻第一微凸起405形成的底部夹角均被圆角化，分别形成圆角R1和R2。该R1和R2的圆角的取值范围可大于0且小于或等于1.1毫米。被圆角化的第一微凸起405可使出射光束的出射角度的变化趋于缓和，使采用光学板40的背光模组的出光均匀性提高。
请参见图8，所示为本发明较佳实施例四的光学板50。该光学板50与较佳实施例一的光学板20相似，其不同在于每个第二微凸起506由两个圆锥台堆叠而成，两个圆锥台的侧面与中心线的夹角分别为S1与S2，S1的取值范围可大于0且小于或等于60度，S1小于或等于S2。可以理解，第二微凸起506的还可为多个圆锥台堆叠而成的凸起(堆叠式圆锥台形凸起)、圆锥形凸起等。
请参见图9，所示为本发明较佳实施例五的组合光学板60。该组合光学板60包括四个光学板单元62。光学板单元62与较佳实施例一的光学板20具有相同的结构。四个光学板单元62相互紧密排列，形成一个大的矩形组合光学板。
可以理解的是：上述光学板单元的形状可为多边形或圆形。光学板单元上的微凸起的排布方式包括阵列排布、阵列间隔排布、随机排布或相对于光学板单元的中心对称分布等，其中中心对称排布有利于光线在各个方向上均匀分散，而随机排布便于凸起的制备。
需要重点指出的是：当光源容纳部为通孔时，上述光学板相对的两个表面均可作为出光面；当光源容纳部为盲孔时，本发明光学板的设置盲孔的一表面作为底面，另一表面作为出光面。
为提高上述背光模组的亮度或用不同颜色的发光二极管混光形成白光，上述光学板或单个光学板单元的光源容纳部可为多个，以使光学板或光学板单元可对应容纳多个点光源。
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 (8)

1.一种光学板，其包括至少一个光学板单元，该光学板单元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：该第一表面形成有多个第一微凸起，每个第一微凸起包括至少三个相互连接的侧面，每个侧面的水平宽度沿远离该第一表面的方向逐渐缩小；该第二表面形成有多个第二微凸起，每个第二微凸起与其底表面平行的截面均为圆形截面，且所述圆形截面的直径沿远离其底表面的方向逐渐减小；该第一表面和第二表面其中至少一表面开设有至少一个光源容纳部，每个第二微凸起为堆叠式圆锥台形凸起。
2.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该第一微凸起为锥形凸起及锥台形凸起之一。
3.如权利要求2所述的光学板，其特征在于：每个锥形凸起的两相对侧面的夹角为60至120度；相邻第一微凸起的间距为0.025毫米至2毫米。
4.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该多个第一微凸起及第二微凸起呈阵列排布或以光源容纳部为中心对称排布。
5.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该光源容纳部为通孔与盲孔之一。
6.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该光学板包括多个光学板单元，该多个光学板单元紧密排布。
7.一种背光模组，其包括框架、扩散板、至少一个侧光式点光源及光学板；该框架包括底板及多个从该底板边缘延伸的相互连接的侧壁，该多个侧壁与该底板形成一个腔体；该至少一个具有出光部的点光源设于该底板表面；该扩散板设于该框架顶部并盖住该腔体；该光学板设置于该腔体内，该光学板包括至少一个光学板单元，该光学板单元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：该第一表面形成有多个微凸起，每个微凸起包括至少三个相互连接的侧面，每个侧面的水平宽度沿远离第一表面的方向逐渐缩小；该第二表面形成有多个第二微凸起，每个第二微凸起与其底表面平行的截面均为圆形截面，且所述圆形截面的直径沿远离其底表面的方向逐渐减小；该第一表面和第二表面其中至少一表面开设有光源容纳部；该点光源的出光部相应设置于该光源容纳部内，该每个第二微凸起为堆叠式圆锥台形凸起。
8.如权利要求7所述的背光模组，其特征在于：该背光模组还包括一反射板，该反射板设有至少一通孔，该反射板设置于该光学板下方，该点光源相应穿过该通孔。
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