專利名稱：背光模組及其光學(xué)板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光模組及其光學(xué)板，尤其涉及一種用于液晶顯示的背光模組及其光學(xué)板。
背景技術(shù)：
由于液晶顯示器面板的液晶本身不具發(fā)光特性，因而為達(dá)到顯示效果需給液晶顯示器面 板提供一面光源裝置，如背光模組。背光模組的作用是向液晶顯示器面板供應(yīng)亮度充分且分 布均勻的面光源。
請參見圖l，所示為一種現(xiàn)有的背光模組100，其包括框架101、反射板102、擴(kuò)散板103 、棱鏡片104及至少一個發(fā)光二極管105?？蚣?01包括一底板1011及多個從該底板1011邊緣 向其同一側(cè)垂直延伸的側(cè)壁1013。底板1011與多個側(cè)壁1013共同形成一腔體1017。發(fā)光二極 管105包括出光部1051與基部1053，基部1053與電路板(未標(biāo)示)相連并固定于底板1011。擴(kuò) 散板103與棱鏡片104依次設(shè)置于多個側(cè)壁1013頂部。反射板102為一個小框體結(jié)構(gòu)，其可配 置于框架101內(nèi)部。反射板102的底部開設(shè)有與發(fā)光二極管105相對應(yīng)的通孔(未標(biāo)示)，發(fā) 光二極管105的出光部1051穿過相應(yīng)通孔。發(fā)光二極管105的基部1053頂持該反射板102。
工作時，發(fā)光二極管105產(chǎn)生的光線被反射板102反射進(jìn)入擴(kuò)散板103，在擴(kuò)散板103中被 均勻擴(kuò)散后光線繼續(xù)進(jìn)入棱鏡片104，在棱鏡片104的作用下，出射光線發(fā)生一定程度的聚集 ，使得背光模組在特定視角范圍內(nèi)的亮度提高。
然而，由于發(fā)光二極管105為點光源，其到達(dá)擴(kuò)散板103上各處的距離大小不相等，位于 發(fā)光二極管105正上方的擴(kuò)散板103單位區(qū)域所接受光較多，位于發(fā)光極管105四周的擴(kuò)散板 103單位區(qū)域所接受光較少，因此容易在發(fā)光二極管105正上方的區(qū)域形成亮區(qū)，而在其上方 的四周區(qū)域形成暗區(qū)，影響背光模組100的出光均勻性。為此，通常需在發(fā)光二極管105的上 方設(shè)置反射片106，以控制發(fā)光二極管105正上方的出光量。發(fā)光二極管105與反射片106的搭 配設(shè)計，可一定程度上減弱發(fā)光二極管105正上方的亮區(qū)，但是背光模組100仍然存在出光不 均的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述狀況，有必要提供一種出光均勻的背光模組及其光學(xué)板。
一種光學(xué)板，其包括至少一個光學(xué)板單元，該光學(xué)板單元包括第一表面及與該第一表面相對的第二表面。第一表面形成多個圓錐狀微凸起；第二表面形成多個球面凹槽，且該第一 表面和第二表面其中至少一表面開設(shè)有至少一個光源容納部。
一種背光模組，其包括框架、擴(kuò)散板、至少一個點光源及光學(xué)板；框架包括底板及多個 側(cè)壁，該多個側(cè)壁與該底板形成一個腔體；擴(kuò)散板封蓋該腔體；至少一個具有出光部的點光 源設(shè)置于該底板；光學(xué)板設(shè)置于該腔體內(nèi)，該光學(xué)板包括至少一個光學(xué)板單元，該光學(xué)板單 元包括第一表面及與該第一表面相對的第二表面，該第一表面形成多個圓錐狀微凸起；該第 二表面形成多個球面凹槽，且該第一表面和第二表面其中至少一表面開設(shè)有光源容納部；該 點光源的出光部相應(yīng)設(shè)置于該光源容納部內(nèi)。
上述背光模組的光學(xué)板之光學(xué)板單元包括光源容納部與設(shè)于其第一表面上的多個圓錐狀 微凸起以及設(shè)于其第二表面上的多個球面凹槽，點光源的出光部容納在光源容納部內(nèi)。從點 光源發(fā)出的光線通過光源容納部的內(nèi)側(cè)壁直接進(jìn)入光學(xué)板內(nèi)部。由于圓錐狀微凸起具有變化 的表面結(jié)構(gòu)，使得光線在光學(xué)板內(nèi)傳輸至圓錐狀微凸起時，部分原來在未設(shè)有圓錐狀微凸起 的光學(xué)板內(nèi)全反射傳播的光線可被圓錐狀微凸起調(diào)節(jié)后朝向擴(kuò)散板方向折射出射，從而增加 出射光線。進(jìn)一步地，由于光學(xué)板的第二表面形成多個球面凹槽，部分原來在未形成球面凹 槽的光學(xué)板內(nèi)全反射傳播的光線可被其調(diào)節(jié)后從第二表面出射，在框架的反射作用下，此部 分光線經(jīng)多次折射后朝向擴(kuò)散板方向出射。從而在提高背光模組的光學(xué)利用率的同時避免在 點光源上方或四周的區(qū)域產(chǎn)生暗區(qū)或亮區(qū)，提高背光模組的出光均勻性。更進(jìn)一步地，點光 源所發(fā)射的光線大部分于光學(xué)板內(nèi)向四周傳播，點光源被轉(zhuǎn)變成面光源，從而縮小了混光距 離，即縮小了擴(kuò)散板與光學(xué)板之間的距離，因此采用該光學(xué)板的背光模組具有厚度小的優(yōu)點


圖1是一種現(xiàn)有的背光模組的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明較佳實施例一的背光模組的剖面示意圖。
圖3是圖2所示背光模組的光學(xué)板的立體圖。
圖4是圖3所示光學(xué)板沿IV-IV線的剖視圖。
圖5是圖4所示光學(xué)板的局部V的放大圖。
圖6是圖3所示光學(xué)板另一視角的立體圖。
圖7是本發(fā)明較佳實施例二的光學(xué)板的剖面圖。
圖8是本發(fā)明較佳實施例三的光學(xué)板的俯視圖。
圖9是本發(fā)明較佳實施例四的光學(xué)板的俯視圖。圖10是本發(fā)明較佳實施例五的光學(xué)板的分解立體圖。 具體實施例
下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的背光模組及其光學(xué)板作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
請參見圖2，所示為本發(fā)明較佳實施例一的背光模組200，其包括一個框架21、 一個反射 板22、 一個擴(kuò)散板23、 一個側(cè)光式點光源25、及一塊光學(xué)板20?？蚣?1包括一塊長方形底板 211及四個從底板211邊緣向其同一側(cè)垂直延伸并相互連接的側(cè)壁213。四個側(cè)壁213與底板 211共同形成一個腔體217。擴(kuò)散板23設(shè)置于多個側(cè)壁213頂部，用于封蓋腔體217。腔體217 用于收容點光源25、反射板22及光學(xué)板20等元件。從點光源25發(fā)出的光線于腔體217內(nèi)充分 混合后可經(jīng)過擴(kuò)散板23出射。
請同時參見圖3至圖6，光學(xué)板20為矩形透明板，其包括一個出光面202、 一個與該出光 面202相對的底面203。底面203中央開設(shè)有光源容納部204。光源容納部204為從底面203貫穿 至出光面202的通孔。出光面202形成位于光源容納部204四周的多個圓錐狀微凸起205。底面 203形成多個球面凹槽206。
本實施例中，圓錐狀微凸起205是由兩個圓錐臺堆疊而成的凸起結(jié)構(gòu)。該多個圓錐狀微 凸起205呈規(guī)則的陣列式排布。參見圖4及圖5，圓錐狀微凸起205的最大半徑R可為0.01mm《 R《2mm，圓錐狀微凸起205的高度H可為0. 01mm《H《3mm，其中最頂端圓錐臺的錐度S1可為0 ° <S1《60° ，最底端圓錐臺的錐度S2可為S1《S2〈90。。需要說明的是圓錐狀微凸起 205的結(jié)構(gòu)并不限于兩個圓錐臺堆疊而成的凸起結(jié)構(gòu)，也可為多個圓錐臺堆疊而成的凸起結(jié) 構(gòu)、圓錐狀凸起或圓錐臺凸起等。當(dāng)圓錐狀微凸起是由多個圓錐臺堆疊而成的凸起結(jié)構(gòu)時， 該堆疊式圓錐臺凸起的各個錐度從下至上依次遞減。
本實施例中，球面凹槽206呈規(guī)則的陣列式排布，球面凹槽206的球面半徑R1可為 0. 01mm《Rl《2mm，球面四槽206的深度H1可為0. 01mm《Hl《2mm。
請再參見圖2，點光源25優(yōu)選為側(cè)光式發(fā)光二極管，其包括一個基部253， 一個固定于基 部253上方的出光部251與一個設(shè)置于出光部251頂端的反射元件255。點光源25通過電路板( 未標(biāo)示)固定于底板211。光學(xué)板20設(shè)置在腔體217內(nèi)，其出光面202面向擴(kuò)散板23。點光源 25的出光部251容納于光學(xué)板20的光源容納部204內(nèi)。反射板22開設(shè)一個對應(yīng)于點光源25的通 孔(未標(biāo)示)。該反射板22設(shè)置在光學(xué)板20底面203的下方，點光源25的出光部251穿過該通
孑L (未標(biāo)示)。
點光源25從出光部251發(fā)出的光線通過光源容納部204的內(nèi)側(cè)壁直接進(jìn)入光學(xué)板20內(nèi)部。 由于圓錐狀微凸起205具有變化的表面結(jié)構(gòu)，使得光線在光學(xué)板20內(nèi)傳輸至圓錐狀微凸起205時，部分原來在未設(shè)有圓錐狀微凸起205的光學(xué)板20內(nèi)全反射傳播的光線可被圓錐狀微凸 起205調(diào)節(jié)后沿特定的方向折射出射，例如將部分光線調(diào)節(jié)至靠近垂直擴(kuò)散板23方向的正面 方向出射，從而增加正面出射的光線，避免在相鄰的點光源25之間的上方產(chǎn)生暗區(qū)，提高背 光模組200的出光均勻性。進(jìn)一步地，由于光學(xué)板20的底面設(shè)置有球面凹槽206，部分原來在 未設(shè)有球面凹槽206的光學(xué)板20內(nèi)全反射傳播的光線可被其調(diào)節(jié)后從底面203出射，在反射板 22的輔助作用下，此部分光線經(jīng)多次折射后朝向擴(kuò)散板23出射。因此背光模組200的光學(xué)利 用率也將進(jìn)一步提高。更進(jìn)一步地，由于采用側(cè)光式點光源25，點光源25所發(fā)射的光線大部 分于光學(xué)板20內(nèi)向四周傳播，因此點光源被轉(zhuǎn)變成面光源，從而縮小了混光距離，即縮小了 擴(kuò)散板23與光學(xué)板20之間的距離，減小背光模組200的厚度?？梢岳斫獾氖菫槭沟迷摫彻饽＝M200在特定的視角范圍內(nèi)具有較高的亮度，在擴(kuò)散板 23的上方還可設(shè)置一棱鏡片24;為使光束于腔體內(nèi)均勻混光和提高光線利用率，該反射板 22可進(jìn)一步包括多個反射側(cè)壁223。另外，當(dāng)框架21為高反射材料制成或底部211涂覆高反射 涂層時，本實施例的反射板22可省略。請參見圖7，所示為本發(fā)明較佳實施例二的光學(xué)板30。該光學(xué)板30與較佳實施例一的光 學(xué)板20相似，其不同在于光學(xué)板30的光源容納部304為從底面303向光學(xué)板30內(nèi)部凹陷的盲孔 。采用光學(xué)板30的背光模組可搭配一個未設(shè)反射元件的側(cè)光式點光源，或者該反射元件可分 開設(shè)置于盲孔的頂部。請參見圖8，所示為本發(fā)明較佳實施例三的光學(xué)板40。該光學(xué)板40與較佳實施例一的光 學(xué)板20相似，其不同在于光學(xué)板40的出光面402上的多個圓錐狀微凸起405為隨機(jī)排布，該 隨機(jī)排布便于圓錐狀微凸起405的制備?？梢岳斫?，光學(xué)板單元上的圓錐狀微凸起和球面凹槽的排布方式包括陣列排布、陣列間 隔排布、隨機(jī)排布或相對于光學(xué)板單元的中心對稱分布等，其中中心對稱排布有利于光線在 各個方向上均勻分散，而隨機(jī)排布便于凸起和凹槽的制備。請參見圖9，所示為本發(fā)明較佳實施例四的光學(xué)板50。該光學(xué)板50與較佳實施例一的光 學(xué)板20相似，其不同在于光學(xué)板50為圓形，光學(xué)板50的出光面502上的多個圓錐狀微凸起 505大小不一，且圓錐狀微凸起505與光源容納部504距離越遠(yuǎn)，圓錐狀微凸起505的最大半徑 越大。這樣，距離光源容納部504較遠(yuǎn)部分區(qū)域的圓錐狀微凸起505可調(diào)節(jié)相對較多的光線， 進(jìn)一步增加采用光學(xué)板50的背光模組的出光均勻性。在多個圓錐狀微凸起的最大半徑相同的 情況下，通過調(diào)整距離光源容納部較遠(yuǎn)部分區(qū)域的圓錐狀微凸起與距離光源容納部較近部分 區(qū)域的圓錐狀微凸起的相對密度，以使距離光源容納部較遠(yuǎn)的部分區(qū)域出射相對較多的光線，進(jìn)一步增加背光模組的出光均勻性。可以理解，上述本發(fā)明光學(xué)板單元的形狀除矩形、圓形之外，還可以為三角形、五邊形 、正八邊形或者其他形狀。請參見圖IO，所示為本發(fā)明較佳實施例五的組合光學(xué)板60。該組合光學(xué)板60包括四個光 學(xué)板單元62。光學(xué)板單元62與較佳實施例一的光學(xué)板20具有相同的結(jié)構(gòu)。四個光學(xué)板單元 62相互緊密排列，形成一個大的矩形組合光學(xué)板?？梢岳斫猓鲜霰景l(fā)明光學(xué)板單元也可以是開設(shè)有多個間隔分布的光源容納部的長條形 光學(xué)板單元，多個長條形光學(xué)板單元緊密相連，形成一個大的組合光學(xué)板。需要重點指出的是本發(fā)明光學(xué)板的圓錐狀微凸起和球面凹槽可互換設(shè)置于出光面和底 面，也就是說，在背光模組中，光源容納部為通孔的上述光學(xué)板的出光面及底面均可朝向擴(kuò) 散板設(shè)置。綜上所述，假設(shè)本發(fā)明光學(xué)板的出光面(或底面)定義為第一表面，與該出光面 (或底面)相對的底面(或出光面)定義為第二表面，那么，第一表面形成有多個圓錐狀微 凸起，第二表面形成有多個球面凹槽?？梢岳斫猓瑸樘岣呱鲜霰彻饽＝M的亮度或用不同顏色的發(fā)光二極管混光形成白光，上述 光學(xué)板或單個光學(xué)板單元的光源容納部可為多個，以使光學(xué)板或光學(xué)板單元可對應(yīng)容納多個 點光源。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)板，其包括至少一個光學(xué)板單元，該光學(xué)板單元包括第一表面及與該第一表面相對的第二表面，其特征在于該第一表面形成多個圓錐狀微凸起；該第二表面形成多個球面凹槽，且該第一表面和第二表面其中至少一表面開設(shè)有至少一個光源容納部。
全文摘要
一種光學(xué)板，其包括至少一個光學(xué)板單元，該光學(xué)板單元包括第一表面及與該第一表面相對的第二表面。第一表面形成有多個圓錐狀微凸起，第二表面形成多個球面凹槽，且該第一表面和第二表面其中至少一表面開設(shè)有至少一個光源容納部。本發(fā)明還提供一種采用上述光學(xué)板的背光模組。上述背光模組具有出光均勻的優(yōu)點。
文檔編號G02B6/00GK101308225SQ20071020065
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者章紹漢 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司