CN102128416A - 导光板组件及其制造方法与包含该组件的液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于导光板组件及其制造方法和包含该导光板组件的液晶显示器。该导光板组件包括：透明底板，其包括接受光线的受光侧面；和透明膜片，所述透明膜片具有彼此相对第一表面和第二表面，透明膜片通过第一表面设置在所述底板的所述受光侧面上，所述第二表面上设置有用于散射光线的微结构，并用于接受来自背光源的入射光线。通过采用具有微结构的膜片来在导光板上形成微结构，能够在加强入射光散射以保证背光源侧入射区域的光强均匀性的同时，简化制造工艺，降低生产成本。

Description

导光板组件及其制造方法与包含该组件的液晶显示器
技术领域
本发明涉及液晶显示器领域，具体地说，本发明涉及一种导光板组件及其制造方法和包含该导光板组件的液晶显示器装置。
背景技术
目前的液晶(LCD)显示器背光源设计多采用冷阴极荧光灯(CCFL)作为光源。随着降低能耗的绿色环保理念日益成为未来显示设备发展的趋势，国内外的各大厂家，开始投入大量的精力开发更加节能的LCD显示器。CCFL这种在空间上线性连续发光的光源，由于其独特的发光机理，在发光效率和环保等方便无法满足需要。
而随着半导体材料技术的不断发展，发光二极管(LED)作为一种更为高效，更加环保的光源，得到了广大LCD显示器生产厂家的关注，积极研发采用LED作为光源的液晶显示器。而CCFL和LED在显示器背光源的应用中，最主要的区别在于，CCFL是一种空间上线性连续发光的光源，而LED是以点光源为单位，组成有一定间距的LED灯条组合。因此CCFL不会产生明暗相交的不均匀状态，而采用高效的LED构成的灯条作为光源时，由于它是由点光源阵列所组成，随着LED的分布间距增加，会出现LED正前方局部区域较亮，而LED间隔区域亮度较暗的情况，从而影响到显示器屏幕上靠近光源的一侧显示亮度不均匀。LED灯条入射到导光板(LGP)时，会出现明暗条纹。
发明内容
鉴于此，本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
本发明的目的在于提供一种导光板组件及其制造方法和包含该导光板组件的液晶显示器装置，其能够有效地解决由于LED光源间距的增加所带来的液晶显示器有效显示区域减小的问题，防止背光源侧入射区域出现“明”、“暗”不均匀的现象，并且能够提高背光源设计的效率，最大限度地降低生产成本、简化生产工艺。
根据本发明的一个方面，提供一种导光板组件，其包括：透明底板，其包括接受光线的受光侧面；和透明膜片，所述透明膜片具有彼此相对的第一表面和第二表面，所述透明膜片通过所述第一表面设置在所述底板的所述受光侧面上，所述第二表面上设置有用于散射光线的微结构，其中所述第二表面用于接受来自由多个发光二极管并排构成的背光源的入射光线。
优选地，所述微结构是对称的三棱镜结构。
具体地，所述三棱镜结构的顶角可以为72度～120度。
优选地，所述微结构为间断圆弧结构、连续圆弧结构、梯形结构、菲涅耳结构或正弦形结构。
根据本发明的另一个方面，提供一种包括上述导光板组件的液晶显示器，所述液晶显示器还包括：由多个发光二极管并排构成的背光源，其中，所述多个发光二极管面对所述膜片的所述第二表面且并排放置，使所述发光二极管射出的入射光线从所述膜片的所述第二表面入射到所述导光板。
优选地，所述多个发光二极管的发光面与所述导光板的受光侧面平行正对。
具体地，其中所述背光源中相邻两个二极管之间的间距可以在5-15mm之间。
进一步地，所述背光源中相邻两个二极管之间的间距可以为10mm。
根据本发明的另一个方面，提供一种导光板组件的制造方法，所述方法包括步骤：提供透明底板，其中所述透明底板包括接受光线的受光侧面；将透明膜片设置在所述底板的所述受光侧面上以形成导光板组件，其中所述透明膜片包括彼此相对的第一表面和第二表面，所述第一表面与所述底板的所述受光侧面结合，所述第二表面上设置有用于散射光线的微结构，并用于接受来自背光源的入射光线。
优选地，所述微结构是对称的三棱镜结构。
具体地，所述三棱镜结构的顶角可以为72度～120度。
优选地，所述微结构可以为间断圆弧结构、连续圆弧结构、梯形结构、菲涅耳结构或正弦形结构。
本发明中上述技术方案中的任一个方面至少具有下述优点和有益效果：
在导光板组件中，通过采用具有微结构的膜片来在导光板上形成微结构，能够在加强入射光散射以保证背光源侧入射区域的光强均匀性的同时，缩减制造工艺的流程，降低工艺难度，节省生产成本。
本发明的技术方案的优势进一步在于，通过对于导光板微结构参数的优化，进一步提高了上述光强均匀性。
附图说明
下面参照附图对根据本发明实施方式的导光板组件及其制造方法和包含该导光板组件的液晶显示器装置进行说明，其中：
图1是注塑型导光板受光侧面上的微结构散射入射光的示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的导光板组件及液晶显示器的背光源的分解示意图；
图3(a)和图3(b)分别示出根据本发明的一个实施例的导光板组件上的具有微结构的透明膜片的立体图和局部主视图；
图4和图5分别示出根据本发明的实施例的具有不同棱镜顶角的三棱镜膜片的导光板截面示意图；
图6和图7分别示出根据图4和图5的导光板组件所得到的液晶显示器背光源侧入射区域的光强均匀度；和
图8示出根据本发明的实施例的导光板组件所能够采用的微结构。
具体实施方式
对于LED灯条入射到导光板时导致的显示器屏幕上靠近光源的一侧显示亮度不均匀问题，可以考虑在小尺寸背光中在LED入光侧通过注塑方式制造出某些突起，有利于光线发散，减小暗区，如图1所示。也可以增加光源到有效显示区域边缘的距离，为光线提供足够的散射距离。
然而，如果直接应用将微结构以注塑方式，在实际中会带来以下的问题：
1.用于显示器背光的导光板由印刷式工艺制成，因而利于散射光的导光板截面的微结构无法在现有的工艺流程中制造。必须借助其他的雕刻工艺进行再加工，从而增加生产工艺流程，提高工艺成本；
2.由于背光设计中LED的数量，发光效率和出光分布等因素较难预测，因此在现有方法基础上进行微结构分布的优化改良会导致设计和生产工艺更加复杂。
因此，本发明在此构想基础上进一步提出了一种既能够改善显示器屏幕上靠近光源的一侧显示亮度的不均匀性，又能够最大限度地降低生产成本、简化生产工艺的导光板组件。下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
图2示出根据本发明的一个实施例的导光板组件。参见图2，导光板组件4包括：透明底板1，其包括接受光线的受光侧面11；和透明膜片2。所述透明膜片2具有彼此相对的第一表面12和第二表面13，所述透明膜片2通过第一表面12设置在透明底板1的受光侧面11上，第二表面13上设置有用于散射光线的微结构21。在一种实施例中，可以通过粘合剂或熔接等其它手段将透明膜片2的第一表面12结合在透明底板1的受光侧面11上，透明膜片2的具有微结构21的第二表面13用于接受来自背光源的入射光线。
图2也同时示意性地示出了上述导光板组件4在液晶显示器中的工作布置。液晶显示器具有由多个发光二极管3并排构成的背光源，发光二极管3之间的间距可以设置为5mm-15mm，优选地，例如10mm。多个发光二极管3面对透明膜片2的具有微结构21的表面且并排放置，使发光二极管3射出的入射光线从透明膜片2的第二表面13入射到导光板组件4。发光二极管3发出的光从透明膜片2的具有微结构21的第二表面13进入导光板组件4，并通过导光板组件4对整个液晶显示器面板进行背光照明。由于微结构21的作用，从发光二极管3入射的光被进行散射，从而提高了背光源侧入射区域上的光强均匀度，进而提高了背光源设计的效率。优选地，多个发光二极管的发光面与导光板的受光侧面11可以平行正对设置，以保证光线垂直入射到导光板组件中，从而进一步提高对导光板组件的照射效率。
图2中示出的微结构21为对称的三棱镜结构，需要说明的是，为了清楚起见，图2中示出的微结构的尺寸被夸大了。具体的三棱镜结构尺寸可以根据需要选定。图3(a)和(b)示出了具有对称的三棱镜结构的透明膜片，即三棱镜膜片的一个结构示例。如图所示，三棱镜膜片的截面呈等腰三角形状，其具有一个顶角和两个相等的底角。从图3(b)中可以看出，三棱镜结构的尺寸在10微米量级。但应当理解，图3(a)和(b)仅仅为本发明的棱镜结构尺寸的示例，本发明的实施例并不限于此。
上述三棱镜结构的顶角可以在72度～120度之间。图4和图5示出了采用不同的三棱镜顶角的三棱镜膜片的导光板组件的示例。
图4中的示例为17寸的显示器导光板41，其厚度为8mm。在其受光侧面上，将其分为两段，其中左边一部分借助于粘合剂(如PSA胶)层44粘贴上棱镜顶角为72度的三棱镜膜片42，右侧维持原有的光面而不粘贴膜片。将间距为10mm左右的LED与导光板的受光侧面平行正对放置，使LED发光面正对导光板的受光侧面，使其射出的光可以直接入射到该受光侧面。
图5中所示的示例与图4类似，仍然将导光板的受光侧面分成两半，但是所粘贴的三棱镜膜片的顶角与图4不同，分别是顶角为120度的三棱镜膜片45和顶角为90度的三棱镜膜片46。
由图4和图5所示的结构所获得的背光源侧入射区域上的光强的均匀度的结果分别表示在图6和图7中。图6和图7中的横坐标为扫描线标号，即沿与并排设置的LED平行的方向(如图4和图5中所示的X方向)的水平坐标，纵坐标为光强。图6中左半区域对应于设置有顶角为72度的三棱镜膜片42的导光板组件，右半区域对应于未设置膜片的导光板组件。图7中左半区域对应于设置有顶角为120度的三棱镜膜片45的导光板组件，右半区域对应于设置有顶角为90度的三棱镜膜片46的导光板组件。从图6和图7中可以看出，采用顶角为120度的三棱镜膜片45的导光板组件能够获得最好的光强均匀性，而采用顶角为72度和90度的三棱镜膜片42、46的导光板组件所获得的光强均匀性也明显好于没有粘贴三棱镜膜片的导光板组件。
本发明还提供一种导光板组件的制造方法。以图2为例，首先提供透明底板1，透明底板1包括接受光线的受光侧面11。在透明底板1的受光侧面11上设置透明膜片2，透明膜片2包括彼此相对的第一表面12和第二表面13，所述第一表面12与透明底板1的受光侧面11结合，第二表面13上设置有用于散射光线的微结构21，并用于接受来自背光源的入射光线。透明膜片2与透明底板1设置的具体方式可以采用粘合剂或熔接等方式将透明膜片2的第一表面12结合在透明底板1的受光侧面11上，透明膜片2的尺寸应当与受光侧面11的截面尺寸相符合，例如42mm×8mm。
在实际的生产工艺中，可以以卷料形式生产具有微结构21的透明膜片，并利用胶膜涂覆工艺在膜片底面均匀涂覆上胶层并粘贴地面保护膜。然后通过冲切的方式将膜片裁切成与透明底板1的受光侧面11的截面尺寸相符合的条状，再将该条状的膜片粘贴在透明底板1的受光侧面11上即可。
在将上述导光板组件用于液晶显示器装置的情形中，可以将多个发光二极管3面对透明膜片2的具有微结构21的第二表面并排放置，使发光二极管3射出的入射光线从膜片的第二表面入射到导光板组件4。这样，从发光二极管3入射到导光板组件4中的光能够被微结构21所散射，从而提高了液晶显示器的背光源侧入射区域的光强均匀性。多个发光二极管3的发光面与导光板组件4的受光侧面可以平行正对设置，以保证光线垂直入射到导光板组件4中，从而进一步提高对导光板组件4的照射效率。
上述方法利用在透明底板上结合现有的微结构膜片的方式，而不是采用在导光板的受光侧面上注塑或蚀刻微结构的复杂工艺，降低了生产成本，简化了工艺。尤其，在需要对微结构的具体分布和形状进行优化的情况下，仅需要对微结构膜片进行更换，而不需要反复地制作模具。
在上述的附图和描述中，以具有对称的三棱镜结构的三棱镜膜片为例对导光板组件进行阐述。但是，本领域技术人员应当理解，本发明的透明膜片可以具有多种不同的结构，以满足不同的需要。图8列出了可能采用的透明膜片的微结构的示例，包括对称的三棱镜结构、间断的圆弧结构、连续的圆弧结构、梯形结构、菲涅耳结构或正弦形结构等。
尽管在上述附图中仅仅示出了导光板组件中的透明底板的一个受光侧面11，但是应当理解，所述透明底板可以设置有多个受光侧面，优选地，例如2-4个，在其中任一个受光侧面上都可以设置有具有上述任意一种微结构或其组合(如图8所示)的透明膜片。
虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (12)

1.一种导光板组件，其包括：
透明底板，其包括接受光线的受光侧面；和
透明膜片，其包括彼此相对的第一表面和第二表面，所述透明膜片通过所述第一表面设置在所述底板的所述受光侧面上，所述第二表面上设置有用于散射光线的微结构，
其中所述第二表面用于接受来自由多个发光二极管并排构成的背光源的入射光线。
2.根据权利要求1所述的导光板组件，其中所述微结构是对称的三棱镜结构。
3.根据权利要求2所述的导光板组件，其中所述三棱镜结构的顶角为72度～120度。
4.根据权利要求1所述的导光板组件，其中所述微结构为间断圆弧结构、连续圆弧结构、梯形结构、菲涅耳结构或正弦形结构。
5.一种包含根据权利要求1-4中任一项所述的导光板组件的液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器还包括：
由多个发光二极管并排构成的背光源，
其中，所述多个发光二极管面对所述膜片的所述第二表面且并排放置，使所述发光二极管射出的入射光线从所述膜片的所述第二表面入射到所述导光板组件中。
6.根据权利要求5所述的显示器，其中所述多个发光二极管的发光面与所述导光板的受光侧面平行正对。
7.根据权利要求5或6所述的显示器，其中所述背光源中相邻两个二极管之间的间距在5-15mm之间。
8.根据权利要求7所述的显示器，其中所述背光源中相邻两个二极管之间的间距为10mm。
9.一种导光板组件的制造方法，所述方法包括步骤：
提供透明底板，其中所述透明底板包括用于接受光线的受光侧面；
将透明膜片设置在所述底板的所述受光侧面上以形成导光板组件，其中所述透明膜片包括彼此相对的第一表面和第二表面，所述第一表面与所述底板的所述受光侧面结合，所述第二表面上设置有用于散射光线的微结构，并用于接受来自背光源的入射光线。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其中所述微结构是对称的三棱镜结构。
11.根据权利要求10所述的制造方法，其中所述三棱镜结构的顶角为72度～120度。
12.根据权利要求9所述的制造方法，其中所述微结构为间断圆弧结构、连续圆弧结构、梯形结构、菲涅耳结构或正弦形结构。
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