CN103235352A

CN103235352A - 光学薄膜和直下式背光模组

Info

Publication number: CN103235352A
Application number: CN2013101179160A
Authority: CN
Inventors: 郑志平
Original assignee: Skyworth LCD Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Skyworth RGB Electronics Co Ltd
Priority date: 2013-04-07
Filing date: 2013-04-07
Publication date: 2013-08-07

Abstract

本发明提供一种光学薄膜，应用于直下式背光模组中，该直下式背光模组包括背光腔体和设置在背光腔体外的LED和扩散板，所述光学薄膜位于直下式背光模组的扩散板与LED之间，用于将LED发出的光一部分透射至扩散板，另一部分反射回背光腔体中。本发明还提供一种直下式背光模组。本发明能达到减少混光距离并避免mura的目的，并且成本较低。

Description

光学薄膜和直下式背光模组

技术领域

本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种光学薄膜及具有该光学薄膜的直下式背光模组。

背景技术

众所周知，直下式背光模组相对于侧入式来讲具有均匀性更高（特别是大尺寸）、局部区域更容易控制调整、具有高对比度和广视角以及成本上更容易做的便宜等优点。在当今成本因素越来越重要的前提下，直下式背光模组逐渐有了自己的一席之地，并有占有率逐渐赶上的趋势。但是由于直下式背光模组缺点是混光距离大，不能做的很薄，使得整机无法做到如侧入式背光模组般美观。

现有技术存在一些可将直下式背光模组做得更薄的方案，例如一种是在LED光源上加二次光学透镜，在扩散板上布网点等方法来减小混光距离；另外一种即是通过不加透镜、运用较多的LED光源的方法，以减小LED间的间距来进行改善（俗称满天星法）。但是以上方法都不能很好的解决混光不足产生的mura（斑点）问题：例如加二次光学透镜，由于设计及工艺上的制约，现在二次光学透镜能满足的H/P（混光与LED间距的比值）大概在0.25左右，如果要实现再低的H/P的透镜设计，则还存在一定的困难。另外，由于扩散板通过印刷工艺成型，不仅能减小的混光有限，同时由于运用的油墨因素，在色度上也可能导致主观有mura。而满天星法则是通过增加LED数目来达到减小混光的目的的，在成本上也不能做到十分经济。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光学薄膜，旨在降低减少混光距离的成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种光学薄膜，应用于直下式背光模组中，该直下式背光模组包括背光腔体和设置在背光腔体外的LED和扩散板，所述光学薄膜位于直下式背光模组的扩散板与LED之间，包括透明基底和覆盖在透明基底上的至少一层镀膜层，用于将LED发出的光一部分透射至扩散板，另一部分反射回背光腔体中。

优选地，所述镀膜层每层的光学厚度为光波长的1/4的奇数倍。

优选地，所述透明基底的材质包括：PE膜、PET膜或PMMA膜。

优选地，所述光学薄膜为若干个，阵列式分布在扩散板上。

优选地，所述光学薄膜整张覆盖在所述扩散板上。

本发明还提供一种直下式背光模组，包括背光腔体和设置在背光腔体外的LED和扩散板，其还包括位于直下式背光模组的扩散板与LED之间的光学薄膜，该光学薄膜包括透明基底和覆盖在透明基底上的至少一层镀膜层，用于将LED发出的光一部分透射至扩散板，另一部分反射回背光腔体中。

本发明还提供一种之下式背光模组，包括背光腔体和设置在背光腔体外的LED和扩散板，所述扩散板与LED相对的表面覆盖有光学薄膜，该光学薄膜包括透明基底和覆盖在透明基底上的至少一层镀膜层，用于将LED发出的光一部分透射至扩散板，另一部分反射回背光腔体中。

本发明通过在直下式背光模组中的扩散板与LED之间设置光学薄膜，使LED发出的光线，一部分透过该光学薄膜，另外一部分被该光学薄膜反射回背光腔体。由于LED发出的光在向上方向上光能最大，所以通过加上这层光学薄膜可以有效的阻止大量的向上的光线透过扩散板，避免导致主观LED上方亮，四周暗的情况。另外，大部分LED正前的光线被反射回腔体，通过底反射片的雾面反射打散，重新被利用。由于底反射片的雾面反射效果，更多的光经过多次反射后可以从LED之间的区域透过，只要合理调整该光学薄膜的反射率和透过率，即可达到背光均匀发光的效果，从而达到减少混光距离并避免mura的目的。由于光学薄膜的材料成本十分低廉，相对现有技术而言，降低了减少混光距离的成本。

附图说明

图1为本发明一实施例中直下式背光模组的结构示意图；

图2为本发明一实施例中直下式背光模组的光路示意图；

图3为本发明一实施例中光学薄膜的结构示意图；

图4为本发明一实施例中光学薄膜的工作原理图；

图5为本发明一实施例中直下式背光模组的装配结构示意图；

图6为本发明另一实施例中直下式背光模组的装配结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1至4，图1为本发明一实施例中直下式背光模组的结构示意图；图2为本发明一实施例中直下式背光模组的光路示意图；图3为本发明一实施例中光学薄膜的结构示意图；图4为本发明一实施例中光学薄膜的工作原理图。本发明实施例中的光学薄膜40应用于直下式背光模组中，该直下式背光模组包括背光腔体10和设置在背光腔体10外的LED20和扩散板30，所述光学薄膜40位于直下式背光模组的扩散板30与LED20之间，该光学薄膜40包括透明基底41和覆盖在透明41基底上的至少一层镀膜层42，用于将LED20发出的光一部分透射至扩散板30，另一部分反射回背光腔体10中。

如图1和图2所示，本发明实施例中，直下式背光模组还包括底反射片60以及设置在扩散板30上的增量膜50等光学膜片。LED20为白光LED，或是红，绿，蓝三原色LED，LED20上无需贴二次光学透镜。光线从LED20中发出，首先经过有特定反射率和透过率的光学薄膜40，由反射定律和折射定律，一部分光线从光学薄膜40透过，到达上层扩散板30处；另一部分光线在光学薄膜40处反射回背光腔体10，重新被底反射片60反射，经过几次反射与透射过程，逐渐使主观亮度均匀性达到要求。

本发明实施例中，光学薄膜40包括透明基底41和覆盖在透明41基底上的至少一层镀膜层42，透明基底41和至少一层镀膜层42可获得特定的反射率和透过率。例如，在光学薄膜40的制作工艺上可以用PE、PET膜或PMMA膜作为基底41，采用真空蒸镀等方式制作（例如可采用光学镀膜的方式，不仅限于蒸镀方式，还可采用包括如离子镀、磁控溅镀等镀膜方式）镀膜层42。目的是将LED发出的光线经过该光学薄膜，只让一部分光线透过光学薄膜40，另外相当一部分被该光学薄膜40反射。

该光学薄膜40的反射率由下面推导可得：

如图4所示：为一个在折射率为n_G的基底41上镀膜之后形成的光学薄膜图，其中用蒸镀方式镀上的单层膜折射率为n，整个光学薄膜在正入射下的反射率R为：

R = \frac{{(n_{0} - n_{G})}^{2} \cos^{2} (\frac{δ}{2}) + {(\frac{n_{0} n_{G}}{n} - n)}^{2} \sin^{2} (\frac{δ}{2})}{{(n_{0} + n_{G})}^{2} \cos^{2} (\frac{δ}{2}) + {(\frac{n_{0} n_{G}}{n} + n)}^{2} \sin^{2} (\frac{δ}{2})}

其中可以通过调整膜镀的材质折射率n（即选用不同的镀膜材质）来控制整个透明光学薄膜的反射率，同样的，忽略吸收的部分，反射率+透射率=1。

实际镀膜基本上都是镀多层膜，根据需要蒸镀几十或者上百层膜。通过测试仪器测出等效折射率后，通过上式进行迭代，最终可以算出镀多层膜下透明光学薄膜的反射率和透过率。也可以把每层的膜厚设计成1/4膜（即膜层的光学厚度为某个光波长的1/4的奇数倍），通过计算可以得到等效折射率为

再进一步代入上式进行迭代。

现今的镀膜技术十分成熟，可以通过一些仪器来对加工后的透明光学薄膜进行反射率和透过率及等效折射率等的测量。进而进一步通过调整镀膜的层数以及镀膜材质来调整反射率和透过率。

应当说明的是，本发明实施例中，上述光学薄膜40的反射率和透过率是可根据实际情况确定的，例如：如果主观显示LED上方仍然较LED之间的区域亮，则增加该光学薄膜的反射率，减小其透过率；若均匀性很好，但是亮度有所损失，则可考虑增加该光学薄膜40的透过率，减小其反射率。

在本发明涉及的背光模组中，光线从LED20向上发出，经过扩散板与LED20之间的光学薄膜40，由于该光学薄膜40有特定的反射率和透过率，所以，从LED20发出的光线只有一部分达到了扩散板30，很大一部分则经由该光学薄膜40反射回背光腔体10中。由于LED20发出的光在向上方向上光能最大，所以通过加上这层光学薄膜40可以有效的阻止大量的向上的光线透过扩散板30，导致主观LED上方亮，四周暗的情况。大部分LED20正前的光线被反射回腔体背光10，通过底反射片60的雾面反射打散，重新被利用.由于底反射片60的雾面反射效果，更多的光经过多次反射后可以从LED之间的区域透过，只要合理调整该透明光学薄膜的反射率和透过率，即可达到背光均匀发光的效果。从而达到减小混光并避免mura的目的。

本发明实施例中，光学薄膜40的排布和固定方式有多种，可根据情况灵活选择。参见图5所示，本发明一实施例中，可以将光学薄膜40整张覆盖在所述扩散板30上。参见图6所示，本发明另一实施例中，光学薄膜40为若干个，阵列式分布在扩散板30上。本发明实施例中，由于LED20向上发出的光线越靠近LED20发光面法线，其强度越高，则根据实际情况把透明光学薄膜40设计成小张，贴附或涂覆扩散板30的位于LED20正上方的一部分区域下侧。对于发射角小的光线，经过扩散板30的时候先经过扩散板30下侧的光学薄膜40，其中相当一部分光线被反射回腔体重新被利用；而对于发射角大的光线，经过扩散板30的时候不经过扩散板30下侧的光学薄膜40，则大多数光线透过扩散板30发出，这样可以达到使主观均匀的效果。

本发明还提供一种直下式背光模组，该直下式背光模组为前述实施例中所表述的直下式背光模组，例如，其包括背光腔体10和设置在背光腔体10外的LED20和扩散板30，所述光学薄膜40位于直下式背光模组的扩散板30与LED20之间，包括透明基底41和覆盖在透明41基底上的至少一层镀膜层42，用于将LED20发出的光一部分透射至扩散板30，另一部分反射回背光腔体10中。本发明实施例中，光学薄膜40的结构和工作原理可参见图1至图6及其对应的实施例，在此不作赘述。由于设置有前述光学薄膜，本发明直下式背光模组可达到减少混光距离并避免mura的目的。由于光学薄膜的材料成本十分低廉，相对现有技术而言，降低了减少混光距离的成本。

进一步的，本发明还提供一种直下式背光模组，包括背光腔体10、LED20和扩散板30。与前述实施例不同的是，本发明实施例中，扩散板30与LED20相对的表面覆盖有前述光学薄膜40，用于将LED20发出的光一部分透射至扩散板30，另一部分反射回背光腔体10中。本发明实施例直接在扩散板30上设置镀膜层42，用现有的扩散板30替代前述基底41，进一步降低了成本。

本发明并不局限于以上实施方式，在上述实施方式公开的技术内容下，还可以进行各种变化。凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种光学薄膜，其特征在于，应用于直下式背光模组中，该直下式背光模组包括背光腔体和设置在背光腔体外的LED和扩散板，所述光学薄膜位于直下式背光模组的扩散板与LED之间，包括透明基底和覆盖在透明基底上的至少一层镀膜层，用于将LED发出的光一部分透射至扩散板，另一部分反射回背光腔体中。

2.如权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述镀膜层每层的光学厚度为光波长的1/4的奇数倍。

3.如权利要求2所述的光学薄膜，其特征在于，所述透明基底的材质包括：PE膜、PET膜或PMMA膜。

4.如权利要求1至3中任一项所述的光学薄膜，其特征在于，所述光学薄膜为若干个，阵列式分布在扩散板上。

5.如权利要求1至3中任一项所述的光学薄膜，其特征在于，所述光学薄膜整张覆盖在所述扩散板上。

6.一种直下式背光模组，包括背光腔体和设置在背光腔体外的LED和扩散板，其特征在于，还包括位于直下式背光模组的扩散板与LED之间的光学薄膜，包括透明基底和覆盖在透明基底上的至少一层镀膜层，用于将LED发出的光一部分透射至扩散板，另一部分反射回背光腔体中。

7.如权利要求6的直下式背光模组，其特征在于，所述镀膜层每层的光学厚度为光波长的1/4的奇数倍。

8.如权利要求7的直下式背光模组，其特征在于，所述透明基底的材质包括：PE膜、PET膜或PMMA膜。

9.如权利要求6至8中任一项所述的直下式背光模组，其特征在于，所述光学薄膜为若干个，阵列式分布在扩散板上；或者，所述光学薄膜整张覆盖在所述扩散板上。

10.一种直下式背光模组，包括背光腔体和设置在背光腔体外的LED和扩散板，其特征在于，所述扩散板与LED相对的表面覆盖有光学薄膜，该光学薄膜包括透明基底和覆盖在透明基底上的至少一层镀膜层，用于将LED发出的光一部分透射至扩散板，另一部分反射回背光腔体中。