專利名稱：背光模組及其棱鏡片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種棱鏡片，尤其涉及一種具有雙面微結(jié)構(gòu)的棱鏡片及采用該棱鏡片的背光 模組。
背景技術(shù)：
請(qǐng)參見(jiàn)圖l，所示為一種現(xiàn)有的直下式背光模組100，其包括框架ll、設(shè)置在框架ll內(nèi)部 的多個(gè)光源12、依次設(shè)置在光源12上方并蓋住框架11的一個(gè)擴(kuò)散板13及一個(gè)棱鏡片10。其中 ，擴(kuò)散板13內(nèi)一般含有用以擴(kuò)散光線的散射粒子，用以擴(kuò)散光線。棱鏡片10包括一片透明基 板IOI、與一層形成在該基板101上表面的棱鏡層103。該棱鏡層103包括多條規(guī)則排列的長(zhǎng)條 形V型凸起105。棱鏡片10的基板103靠近擴(kuò)散板13。目前，業(yè)界主要采用于透明基板101涂覆 UV-固化樹(shù)脂形成棱鏡層103的方法制備該棱鏡片10。
使用時(shí)，由多個(gè)光源12產(chǎn)生的光線進(jìn)入擴(kuò)散板13被均勻擴(kuò)散后，其繼續(xù)進(jìn)入棱鏡片IO， 在棱鏡片10的長(zhǎng)條形V型凸起105的作用下使出射光線發(fā)生一定程度的聚集，從而提高背光模 組100在特定視角范圍內(nèi)的亮度。
請(qǐng)一并參閱圖2與圖3，光線在經(jīng)擴(kuò)散板13擴(kuò)散后變得均勻，但也使散射后的光線入射棱 鏡片10的角度變得較為雜亂。此雜亂光線進(jìn)入棱鏡片10后于V型凸起105界面出射，部分出射 光線(如M、 a2)會(huì)沿靠近豎直的方向(Y軸方向)聚集，此部分出射光線可提升背光模組100的 正面出射亮度；但是，有部分出射光線(如a3、 a4)于V型凸起105界面會(huì)沿靠近水平方向(X軸 方向)出射，此部分出射光線未能等到有效利用；另外，仍有部分光線(如站、郞)于V型凸起 105界面發(fā)生折射后又重新進(jìn)入棱鏡片10，此過(guò)程光能損失較大。此外，棱鏡片10的多個(gè)V型 凸起105平行排布，其對(duì)光線的聚集作用主要發(fā)生在與V型凸起105的延伸方向相垂直的平面 ;而對(duì)與V型凸起105的延伸方向相平行的平面的光線無(wú)聚集作用，使該部分光線未能有效利 用。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述狀況，有必要提供一種可提高光線有效利用率、出光亮度高的背光模組及其棱 鏡片。
一種棱鏡片，其由一個(gè)透明本體構(gòu)成，該透明本體包括第一表面及與該第一表面相對(duì)的 第二表面。該透明本體的第一表面具有多個(gè)微凹槽，每個(gè)微凹槽包括四個(gè)依次連接的內(nèi)側(cè)面，每個(gè)內(nèi)側(cè)面的水平寬度自第一表面向內(nèi)逐漸減少，該透明本體的第二表面具有多個(gè)球面突 起。
一種背光模組，其包括光源、擴(kuò)散板及棱鏡片，該擴(kuò)散板及棱鏡片依次設(shè)于該光源的上 方，該棱鏡片由一個(gè)透明本體構(gòu)成，該透明本體包括第一表面及與該第一表面相對(duì)的第二表 面。該透明本體的第一表面具有多個(gè)微凹槽，每個(gè)微凹槽包括四個(gè)依次連接的內(nèi)側(cè)面，每個(gè) 內(nèi)側(cè)面的水平寬度自第一表面向內(nèi)逐漸減少，該透明本體的第二表面具有多個(gè)球面突起。
上述棱鏡片的第一表面具有多個(gè)微凹槽、第二表面具有多個(gè)球面突起，由于該第一表面 上的多個(gè)微四槽具有傾斜表面結(jié)構(gòu)，第二表面的多個(gè)球面突起具有變化的曲面結(jié)構(gòu)，該變化 的傾斜表面結(jié)構(gòu)與曲面結(jié)構(gòu)相配合而協(xié)同作用于入射該棱鏡片的光線，因此可使采用該棱鏡 片的背光模組提高出射光亮度以及更有效的利用光線。


圖1是一種現(xiàn)有的背光模組的剖面示意圖。
圖2是圖1所示背光模組的棱鏡片的立體圖。
圖3是圖2所示棱鏡片沿III-III剖開(kāi)的光線出射示意圖。
圖4是本發(fā)明較佳實(shí)施例一的背光模組的剖面示意圖。
圖5是圖4所示背光模組的棱鏡片的立體圖。
圖6是圖4所示背光模組的棱鏡片的仰視圖。
圖7是本發(fā)明較佳實(shí)施例二的棱鏡片的仰視圖。
圖8是本發(fā)明較佳實(shí)施例三的棱鏡片的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的背光模組及其棱鏡片作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。 請(qǐng)參見(jiàn)圖4，所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例一的背光模組200，其包括棱鏡片20和擴(kuò)散板23、
多個(gè)光源22及框架21，擴(kuò)散板23依次設(shè)置于棱鏡片20—側(cè)的，多個(gè)光源22容納于框架21，棱
鏡片20和擴(kuò)散板23蓋住框架21。光源22發(fā)出的光線直接進(jìn)入棱鏡片20或通過(guò)框架21反射進(jìn)入
擴(kuò)散板23擴(kuò)散后進(jìn)入棱鏡片20進(jìn)行聚集。
請(qǐng)一并參見(jiàn)圖5與圖6，棱鏡片20由一個(gè)透明本體構(gòu)成，該透明本體包括第一表面201及
與第一表面201相對(duì)的第二表面203。第一表面201具有多個(gè)微凹槽202，第二表面203具有多
個(gè)球面突起204。
第一表面201靠近擴(kuò)散板23，其上的微凹槽202用于使從棱鏡片20出射的光線發(fā)生聚集作 用。多個(gè)微凹槽202呈規(guī)則陣列緊密排布。每個(gè)微凹槽202包括四個(gè)依次連接的內(nèi)側(cè)面，即微凹槽202為四棱錐形。微凹槽202的內(nèi)側(cè)面為兩兩相對(duì)的四個(gè)等腰三角形，其中一兩相對(duì)的等 腰三角形之間的夾角與另一兩相對(duì)的等腰三角形之間的夾角可以不同，但最好都在60度至 120度的范圍內(nèi)。在ZZ方向上，相鄰微凹槽202之間的中心距離P!滿足以下關(guān)系式0.025毫 米《Pl《l毫米；在X方向上，相鄰微凹槽202之間的中心距離P2滿足以下關(guān)系式0.025毫米 《P2《l毫米。通過(guò)調(diào)整該夾角的角度及/或微凹槽202的長(zhǎng)寬比，可調(diào)整棱鏡片20的增光率 及/或出光視角。本實(shí)施例中，相對(duì)的等腰三角形之間的夾角為60度，P2均為0.025毫米
請(qǐng)?jiān)賲⒁?jiàn)圖4與圖5，第二表面203背向擴(kuò)散板23，其上的球面突起204用于收斂射入棱鏡 片20的光線。球面突起204的形狀可為半球狀，也可為小于半球的一部分。多個(gè)球面突起 204呈規(guī)則陣列排布。相鄰球面突起204的中心的間距P滿足以下關(guān)系式0. 025毫米《P《1. 5 毫米，每一球面突起204所在球的半徑R滿足以下關(guān)系式P/4《R《2P。如圖4所示，每一球 面突起204的高度H滿足以下關(guān)系式0.01毫米《H《R;即當(dāng)相鄰球面突起204的中心間距P為 0. 025毫米至1.5毫米時(shí)，每一球面突起204所在球的半徑R可為0. 01毫米至3毫米，每一球面 突起204的最大深度H可為0. Ol毫米至半徑R。本實(shí)施例中，球面突起204的高度H為球面突起 204所在球的半徑R，相鄰兩球面突起204的中心間距P等于球面突起204所在球的直徑。
棱鏡片20的總體厚度可為0.5毫米至3毫米。棱鏡片20可由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯 、聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一種或一種以上的材料注塑成型而成。制 備過(guò)程中需在模具上設(shè)置與微凹槽202以及球面突起204相應(yīng)的凸起結(jié)構(gòu)，以便使棱鏡片20可 在單次注塑過(guò)程中成型。
框架21可由具有高反射率的金屬或塑料制成，或涂布有高反射率涂層的金屬或塑料制成
光源22可為線光源或點(diǎn)光源，例如發(fā)光二極管與冷陰極熒光燈。
光源22發(fā)出的光線直接進(jìn)入或通過(guò)框架21的反射作用進(jìn)入擴(kuò)散板23，在擴(kuò)散板23的作用 下，光線發(fā)生均勻擴(kuò)散然后進(jìn)入棱鏡片20。由于第一表面201上的多個(gè)微凹槽202具有傾斜表 面結(jié)構(gòu)，第二表面203的多個(gè)球面突起204具有變化的曲面結(jié)構(gòu)，該變化的傾斜表面結(jié)構(gòu)與曲 面結(jié)構(gòu)相配合而協(xié)同作用于入射棱鏡片20的光線，因此易于使采用棱鏡片20的背光模組200 提高出射光亮度以及更有效的利用光線。
具體在本實(shí)施例中，當(dāng)光線從第一表面201進(jìn)入棱鏡片20時(shí)，由于第一表面存在多個(gè)微 凹槽202，微凹槽202傾斜的表面結(jié)構(gòu)使得出射光線向垂直于棱鏡片20的方向進(jìn)一步聚集，從 而可較大程度的提高背光模組200的出光亮度。當(dāng)光線從第二表面203出射時(shí)，由于第二表面203存在多個(gè)球面突起204，球面突起204逐步變化的表面結(jié)構(gòu)可使得光線在垂直于棱鏡片20 的方向上發(fā)生一定程度收斂。與此同時(shí)，由于第一表面201在光線進(jìn)入棱鏡片20時(shí)，將大部 分光線收斂至靠近垂直于棱鏡片20的方向，所以當(dāng)光線從第二表面203出射時(shí)，與棱鏡片20 相平行方向出射的光線較少，從而減少再次返回棱鏡片20的光線而使更多的光線被有效利用
進(jìn)一步，由于第一表面201的微凹槽202為四棱錐形，其具有四個(gè)相連接的內(nèi)側(cè)面，因此 無(wú)論是在X-Y平面還是在Z-Y平面上，出射光線都可被有效聚集，從而充分利用各個(gè)方向的光 線以更進(jìn)一步提高背光模組200的正面出射光亮度。
另外，本發(fā)明的棱鏡片20是采用注塑成型的方式一體成型，而傳統(tǒng)的棱鏡片相比，棱鏡 片20更易實(shí)現(xiàn)快速量產(chǎn)及降低成本；而且在使用時(shí)，棱鏡片20內(nèi)不存在光線界面損失，具有 更高的光線利用率。此外，傳統(tǒng)方法在透明板上涂覆樹(shù)脂膜形成微結(jié)構(gòu)，由于涂覆的樹(shù)脂膜 與透明板結(jié)合力一般較低且樹(shù)脂膜本身難以形成高強(qiáng)度，因此容易導(dǎo)致微結(jié)構(gòu)被刮傷、壓損 ;而采用注塑成型方式成型的棱鏡片20，其上微凹槽202及球面突起204與棱鏡片20的其他部 分一起形成，可使得微凹槽202及球面突起204具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)還能提升微凹槽 202及球面突起204與棱鏡片20的其他部分的結(jié)合力，因此可避免或減少微凹槽202及球面突 起204在使用中被損壞的危險(xiǎn)。
由于棱鏡片20是采用注塑成型的方式一次成型制備而成，因此棱鏡片20內(nèi)不存在光線界 面損失。此外，由于采用注塑成型方法制備，棱鏡片20可實(shí)現(xiàn)大尺寸，厚度高，且可使棱鏡 片20表面的微凹槽202及球面突起204相應(yīng)具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而可避免或減少在使用中 被刮傷、壓損的危險(xiǎn)。
可以理解，第二表面203也可用于面向擴(kuò)散板23，而使第一表面201背向擴(kuò)散板23。
請(qǐng)參閱圖7，所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例二的棱鏡片30。棱鏡片30與實(shí)施例一的棱鏡片20 相似，其不同在于第一表面301的微凹槽302為四棱臺(tái)形凹槽，多個(gè)微凹槽302呈陣列間隔 排布，相鄰微凹槽302間有間隙。
請(qǐng)參閱圖8，所示為本發(fā)明較佳實(shí)施例三的棱鏡片40。棱鏡片40與實(shí)施例一的棱鏡片20 相似，其不同在于第二表面403的球面突起404呈陣列狀緊密交錯(cuò)排布。
可以理解，上述棱鏡片中的球面突起還可為隨機(jī)排布或相對(duì)于棱鏡片的中心對(duì)稱分布等 ，且在陣列排布中球面突起微凹槽的陣列排布方向還可與棱鏡片的側(cè)邊形成一銳角。同樣的 ，微凹槽的也可具有與球面突起相類似的排布方式。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種棱鏡片，其由一個(gè)透明本體構(gòu)成，該透明本體包括第一表面及與該第一表面相對(duì)的第二表面，其特征在于該透明本體的第一表面具有多個(gè)微凹槽，每個(gè)微凹槽包括四個(gè)依次連接的內(nèi)側(cè)面，每個(gè)內(nèi)側(cè)面的水平寬度自第二表面向內(nèi)逐漸減少，該透明本體的第二表面具有多個(gè)球面突起。
2.如權(quán)利要求l所述的棱鏡片，其特征在于相鄰球面突起的中心間 距為O. 025毫米至1. 5毫米。
3.如權(quán)利要求l所述的棱鏡片，其特征在于每一球面突起所在球的 半徑為O. 01毫米至3毫米，每一球面突起的最大深度為O. Ol毫米至該球面突起所在球的半徑
4.如權(quán)利要求l所述的棱鏡片，其特征在于該微凹槽為四棱錐形凹槽或四棱臺(tái)形凹槽。
5.如權(quán)利要求l所述的棱鏡片，其特征在于每個(gè)微凹槽的兩相對(duì)內(nèi) 側(cè)面的夾角為60度至120度。
6.如權(quán)利要求l所述的棱鏡片，其特征在于相鄰微凹槽的中心間距 為O. 025毫米至1毫米。
7.如權(quán)利要求l所述的棱鏡片，其特征在于該棱鏡片的厚度為0.5 毫米至3毫米。
8.如權(quán)利要求l所述的棱鏡片，其特征在于該多個(gè)微凹槽與該多個(gè)球面突起的排布方式為陣列排布與隨即排布中的一種。
9.如權(quán)利要求l所述的棱鏡片，其特征在于該棱鏡片由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一種或一種以上的材料 注塑成型而成。
10. 一種背光模組，其包括光源、擴(kuò)散板及棱鏡片，該擴(kuò)散板及棱鏡片依次設(shè)于該光源的上方，該棱鏡片由一個(gè)透明本體構(gòu)成，該透明本體包括第一表面及與該第一表面相對(duì)的第二表面，其特征在于該透明本體的第一表面具有多個(gè)微凹槽，每個(gè)微凹 槽包括四個(gè)依次連接的內(nèi)側(cè)面，每個(gè)內(nèi)側(cè)面的水平寬度自第二表面向內(nèi)逐漸減少，該透明本 體的第二表面具有多個(gè)球面突起。
全文摘要
一種棱鏡片，其由一個(gè)透明本體構(gòu)成，該透明本體包括第一表面及與該第一表面相對(duì)的第二表面。該透明本體的第一表面具有多個(gè)微凹槽，每個(gè)微凹槽包括四個(gè)依次連接的內(nèi)側(cè)面，每個(gè)內(nèi)側(cè)面的水平寬度自第一表面向內(nèi)逐漸減少，該透明本體的第二表面具有多個(gè)球面突起。本發(fā)明還提供一種采用上述棱鏡片的背光模組，該背光模組具有提高光線有效利用率、出光亮度高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101408630SQ200710202039
公開(kāi)日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者章紹漢, 許東明 申請(qǐng)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