專利名稱：直下式背光模組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種直下式背光模組，尤其涉及一種應用于液晶顯示的直下式背光模組。
背景技術：
液晶顯示裝置被廣泛應用于個人數(shù)位助理、筆記型電腦、數(shù)字相機、移動電話、液晶電 視等電子產品中。但由于液晶顯示裝置本身不能發(fā)光，因此其需要借助直下式背光模組才能 產生顯示功能。
請參見圖l， 一種直下式背光模組100包括框架10、 一個反射板12、多個LED發(fā)光二極管 點光源14、 一個擴散板16及多個光學片18。該多個LED發(fā)光二極管點光源14設置在框架10的 底板上，多個光學片18蓋設于框架10的開口處。擴散板16設置于LED發(fā)光二極管點光源14及 多個光學片18之間，從而將框架10內分割成第一和第二擴散空間15、 17。
使用時，由多個LED發(fā)光二極管點光源14產生的光線經過第一擴散空間15后進入擴散板 16，經過擴散板16擴散后，光線進入第二擴散空間17進行擴散，最后經過多個光學片18的擴 散或聚集作用后，在特定視角范圍內均勻出射。然而，從LED發(fā)光二極管點光源14發(fā)出的光 線雖經過多次擴散，但仍很難避免發(fā)光二極管點光源14光源殘影的產生。為了盡量減少光源 殘影的產生，業(yè)界通常會增大框架10的深度，即增大第一和第二擴散空間15， 17的高度，或 者增加LED發(fā)光二極管點光源14的排布密度。然而，如果增加框架10的深度將減少出射光的 亮度，如果增加LED發(fā)光二極管點光源14的排布密度，則會增加消耗功率，提高成本。而增 加框架10的深度將使直下式背光模組100的厚度較大，難以滿足薄型化設計的要求。

發(fā)明內容
鑒于上述狀況，有必要提供一種成本較低且厚度較薄的直下式背光模組。 一種直下式背光模組，其包括一個框架、多個發(fā)光二極管、 一個擴散板和一個第一光學 板。多個發(fā)光二極管設置于框架底板上。第一光學板設置于該發(fā)光二極管上方，擴散板設置 于第一光學板上方。第一光學板包括入光面及與該入光面相對的出光面。第一光學板的入光 面靠近發(fā)光二極管。第一光學板還包括形成于入光面的沿至少兩個不同方向延伸的多個V形 脊結構，該沿不同方向延伸的V形脊結構相互交錯。
上述直下式背光模組，在發(fā)光二極管與擴散板之間設置一個第一光學板，且第一光學板 入光面形成有沿至少兩個不同方向延伸并相互交錯的多個V形脊結構。發(fā)光二極管出射的光線其中一部分在第一光學板的入光面發(fā)生全反射，該被全反射的光線被框架內壁反射并進行 擴散。入射光線進入第一光學板之后，在入光面和出光面進行兩次折射，使得從發(fā)光二極管 發(fā)出的光線經第一光學板之后向兩側擴散，出射光線的照射區(qū)域向四周拓展形成具有較大面 積的面光源。從而，即使采用較少數(shù)量的發(fā)光二極管或較淺深度的框架仍可形成均勻面光源 ，滿足較低成本和薄型化設計的要求。


圖l是一種直下式背光模組的剖面示意圖。
圖2是本發(fā)明實施例一的直下式背光模組的剖面示意圖。
圖3是圖2所示直下式背光模組的第一光學板的立體圖。
圖4是圖2所示直下式背光模組的第二光學板的立體圖。
圖5是圖4所示第二光學板V-V方向的剖視圖。
圖6是圖4所示第二光學板VII-VII方向的剖視圖。
圖7是本發(fā)明實施例二的直下式背光模組的第一光學板的立體圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖及具體實施例對本發(fā)明的直下式背光模組作進一步的詳細說明。 圖2所示為本發(fā)明實施例一的直下式背光模組200，其包括具有一開口端的框架21、設置 于框架21底板上的多個發(fā)光二極管22、 一個擴散板24、 一個第一光學板23以及一個第二光學 板25。擴散板24和第二光學板25依次設置于框架21的開口端。第一光學板23設置于發(fā)光二極 管22上方并與發(fā)光二極管22相靠近。第一光學板23與擴散板24之間間隔一定距離，形成一個 擴散空間26。
框架21可由表面具有高反射率的金屬或塑料制成，也可以在其內壁涂布具有高反射率的 涂層，以使光線在框架21內能夠完全反射。框架21還具有支撐結構用于承載和支撐發(fā)光二極 管22、擴散板24、第一光學板23以及第二光學板25。
請參見圖3，第一光學板23由透明材料制成，其包括入光面231及與入光面231相對的出 光面232，其中，出光面232為平面。第一光學板23在入光面231形成多個沿第一方向Xi延伸 的V形脊結構234a、多個沿第二方向X2延伸的V形脊結構234b、多個沿第三方向X3延伸的V形 脊結構234c及多個沿第四方向X4延伸的V形脊結構234d。上述V形脊結構相互交錯。其中，沿 第二方向X2延伸的V形脊結構234b與沿第四方向X4延伸的V形脊結構234d皆通過沿第一方向X工 延伸的V形脊結構234a與沿第三方向X3延伸的V形脊結構234c之間的交點。四個方向X^ X2、 X3及X4中相鄰兩個方向之間的夾角為45度，V形脊結構的頂角可為80度至100度，同方向上相
5鄰V形脊結構之間的中心距離可為0.025毫米至1毫米。本實施例中，四個方向Xh X2、 X3及 X4相鄰V形脊結構之間的中心距離分別Dh D2、 D3與D4， DfD^、巧Df、巧D4。上述沿四個方向 Xi、 X2、 X3及X4延伸的多個V形脊結構相互交錯形成多個相互連接的具有共同連接點的三棱錐 凹槽234。具有共同連接點的三棱錐凹槽234的相互連接的側壁形成四角星形236，且多個四 角星形236呈矩形陣列排布。此外，需要說明的是通過調整頂角的大小，可在一定程度上 調整第一光學板23的增光率及出光視角。
第一光學板23的總體厚度T可為0. 4毫米至4毫米。第一光學板23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。制備過程中需在模具上設置與三棱錐凹槽234相應的凸起結構，以便使第一光學板 23可在單次注塑過程中成型。
請再次參見圖2，擴散板24為一平板，其由分散有散射粒子242的透明材料組成，散射粒 子242可為二氧化鈦微粒、二氧化硅微粒和丙烯酸樹脂微粒中的一種或一種以上的混合物。 可以理解，通過調整散射粒子242與構成擴散板24透明本體的材料之間的比例可以調節(jié)擴散 板24的透光率，將擴散板26的透光率控制在80%以上為較佳選擇。
請參見圖4至圖6，第二光學板25由透明材料制成，其包括一入光面251和與入光面251相 對的出光面252。第二光學板25的出光面252形成有多個交替排布且相互平行的長條狀V型凸 起256及長條狀弧形凸起258。第二光學板25的入光面251形成有多個相互平行的長條狀弧形 凹槽259。該多個長條狀V型凸起256或長條狀弧形凸起258的延伸方向與多個長條狀弧形凹槽 259的延伸方向相交。本實施例中，該多個長條狀V型凸起256或長條狀弧形凸起258的延伸方 向與多個長條狀弧形凹槽259的延伸方向相互垂直。該長條狀弧形凸起258的垂直截面為半圓 弧形，該長條狀弧形凹槽259的垂直截面為半圓弧形?？梢岳斫?，長條狀弧形凸起258與長條 狀弧形凹槽259的垂直截面還可為橢圓弧形。通過入光面251射入第二光學板25的光線可發(fā)生 特定的折射、反射與衍射等光學作用。其中，長條狀弧形凹槽259用于收斂下方擴散板24出 射光的輻射角度，長條狀V型凸起256及長條狀弧形凸起258將光線在出光面252進行二次集光
將長條狀V型凸起256的寬度記為D，頂角記為e ，高度記為H^則D、 e 、 ^滿足如下關 系式0. 025毫米SD^1毫米，80度^esi00度，0. 01毫米S&S3毫米。將長條狀弧形凸 起258的寬度記為L，半徑記為R，高度記為H2，則L、 R、 H2滿足如下關系式0. 025毫米^L S1.5毫米，L/4^RS2L， 0.01毫米^H2^R。通過調節(jié)D、 9、 &、 L、 R、及H2 數(shù)值，可調 整長條狀V型凸起256及長條狀弧形凸起258的形狀，從而調節(jié)第二光學板25的增光率及出光視角。
將相鄰兩個長條狀弧形凹槽259的間距記為p，半徑記為r，高度記為h，則p、 r及h滿足 如下關系式0. 025毫米Sp^1. 5毫米，p/4^r^2p， 0. 01毫米^h^r。通過調節(jié)p、 r及h的 數(shù)值，可調整長條狀弧形四槽259的表面曲率及間距，從而調節(jié)長條狀弧形四槽259對入射光 的擴散效果。
第二光學板25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。制備過程中需在模具上設置與長條狀V型 凸起256和長條狀弧形凸起258相應的凹陷結構，以及與長條狀弧形凹槽259相應的凸出結構 ，以便使第二光學板25在單次注塑過程中成型。
第二光學板25采用注塑成型的方式一體成型，其上的長條狀V型凸起256及長條狀弧形凸 起258和光學板25的其他部分一起形成，因此可使得長條狀V型凸起256及長條狀弧形凸起 258具有較高的結構強度，同時還能提升長條狀V型凸起256及長條狀弧形凸起258與第二光學 板25其他部分的結合力，從而可避免或減少長條狀V型凸起256及長條狀弧形凸起258在使用 中被損壞的危險。第二光學板25具有將點發(fā)光二極管直接轉換為均勻分布的面光源的優(yōu)點。 第二光學板25的出光面252的長條狀V型凸起256可以省略，而僅設置多個相互平行的長條狀 弧形凸起258，長條狀弧形凸起258的延伸方向與出光面252的多個長條狀弧形凹槽259的延伸 方向相互垂直。
為進一步提升面光源的均勻性，在第二光學板25上方還可以設置兩個或者多個光學片 30，并以位于最上方的光學片30的出光面作為背光模組20的出光面。光學片30可以為光擴散 片、增光片或者反射式偏光片。
在直下式背光模組200中，第一光學板23的入光面231與該多個發(fā)光二極管22頂部相靠近 ，兩者之間的距離小于或等于3毫米。擴散板24與第一光學板23在垂直方向具有一預設高度 ，其高度的范圍大于或等于10毫米。在本實施例中，擴散板24入光面與第一光學板23的出光 面232之間的垂直距離為10毫米。當然，二者間的距離可以實際情況作調整， 一般地，在出 光均勻度相同的情況下，框架21的深度與發(fā)光二極管22的數(shù)量成反平方比。當發(fā)光二極管 22的數(shù)量較多時，框架21的深度較小，第一光學板23與擴散板24間隔的距離可設置得小一些 。當發(fā)光二極管22的數(shù)量較少時，框架21的深度較大，第一光學板23與擴散板24間隔的距離 相應地設置得大一些。
使用時，發(fā)光二極管22發(fā)出的光線直接或經框架21內壁的反射后進入第一光學板23中。 其中，大致朝向發(fā)光二極管22正上方出射的光線在入光面232處發(fā)生全反射，之后再經框架21內壁的反射、擴散進入第一光學板23。由于第一光學板23材質的折射率不同于空氣的折射 率，入射至第一光學板23的光線在入光面231和出光面232處發(fā)生折射，使發(fā)光二極管22的照 射區(qū)域向四周拓展形成具有較大面積的面光源。此外，光線在第一光學板23出光面232處發(fā) 生的折射還會將光線向擴散板24方向導正以提升光線的正面亮度，發(fā)光二極管22上方出現(xiàn)的 亮點也得到改善。經擴散空間26擴散之后的光線進入擴散板24進行進一步擴散，之后再由第 二光學板25進行勻光和聚集，最后通過光學片30，在位于最上層的光學片30出光面形成均勻 的面光源。
可以理解，第二光學板25也可以省略，僅通過第一光學板23和擴散板24的光學作用使多 個發(fā)光二極管22發(fā)出的光線形成均勻的面光源。
圖7為本發(fā)明實施例二的第一光學板43，其與實施例一的第一光學板23相似，由透明材 料制成，其包括入光面431及與該入光面431相對的出光面432，不同之處在于該第一光學 板43的入光面431形成有由多個沿第一方向Xi延伸的V形脊結構434a、多個沿第二方向X2延伸 的V形脊結構434b以及多個沿第三方向X3延伸的V形脊結構434c。上述多個V形脊結構相互交 錯。其中，沿第三方向X3延伸的V形脊結構434c通過沿第一方向Xi延伸的V形脊結構434a與沿 第二方向X2延伸的V形脊結構434b之間的交點。第一方向Xi與第二方向X2之間的夾角為90度， 第三方向X3與第一、第二方向Xh X2的夾角分別為45度和135度。三個方向Xh X2、 X3的V形脊 結構相互交錯形成相互連接的三棱錐形凹槽435與四棱錐形凹槽436，其中每一個四棱錐凹槽 436由相鄰的四個三棱錐凹槽435所包圍。第一光學板43可使出射的光線發(fā)生特定的擴散，光 線自第一光學板43射出后與出光面432的夾角較小。這樣，光線在框架21內經過較長的光程 ，有利于增強空間擴散效果。
可以理解，在本發(fā)明中，第一光學板的入光面還可形成有沿兩個不同方向延伸的多個長 條狀V型脊結構，該沿不同方向延伸的多個長條狀V型脊結構垂直相交。
另外，本領域技術人員還可在本發(fā)明精神內做其它變化。當然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所 做的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍內。
權利要求
1.一種直下式背光模組，其包括一個框架、多個發(fā)光二極管、一個擴散板和一個第一光學板，該多個發(fā)光二極管設置于該框架底板上，其特征在于該第一光學板設置于該發(fā)光二極管上方，該擴散板設置于該第一光學板上方，該第一光學板包括一個入光面及與該入光面相對的出光面，該第一光學板的入光面靠近發(fā)光二極管，該第一光學板還包括形成于入光面的沿至少兩個不同方向延伸的多個V形脊結構，該沿不同方向延伸的多個V形脊結構相互交錯。
2 如權利要求l所述的直下式背光模組，其特征在于形成于第一光 學板入光面的該多個V形脊結構沿兩個不同的方向延伸，該沿兩個不同方向延伸的V形脊結構 垂直相交。
3 如權利要求l所述的直下式背光模組其特征在于形成于第一光 學板入光面的該多個V形脊結構沿三個不同的方向延伸，沿其中一個方向延伸的多個V型脊結 構通過沿另外兩個不同方向延伸并相交的多個V型脊結構之間的交點。
4 如權利要求l所述的直下式背光模組，其特征在于形成于第一光 學板入光面的該多個V形脊結構沿四個不同的方向延伸，沿其中兩個方向延伸的V形脊結構通 過沿另外兩個方向延伸的V形脊結構之間的交點。
5 如權利要求l所述的直下式背光模組，其特征在于該背光模組進 一步包括一設置于擴散板上方的第二光學板，該第二光學板包括一個入光面及與該入光面相 對的出光面，該第二光學板還包括形成于出光面的多個相互平行的長條狀弧形凸起，以及形 成于入光面的多個相互平行的長條狀弧形凹槽，該多個長條狀弧形凹槽的延伸方向與該多個 長條狀弧形凸起的延伸方向相交。
6 如權利要求5所述的直下式背光模組，其特征在于該第二光學板進一步包括形成于出光面的多個相互平行的長條狀v型凸起，該長條狀v型凸起與該長條狀弧形凸起垂直相交。
7 如權利要求5所述的直下式背光模組，其特征在于該第二光學板進一步包括形成于出光面的多個相互平行的長條狀V型凸起，該多個長條狀V型凸起與該多個 長條狀弧形凸起交替排布且相互平行。
8. 如權利要求5所述的直下式背光模組，其特征在于該長條狀弧形 凹槽與該長條狀弧形凸起的垂直截面為圓弧形和橢圓弧形之一。
9. 如權利要求5所述的直下式背光模組，其特征在于該第一光學板、第二光學板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. 如權利要求l所述的直下式背光模組，其特征在于該第一光學 板的入光面與該多個發(fā)光二極管頂部間的距離小于或等于3毫米，該第一光學板與擴散板之 間的距離大于或等于10毫米。
全文摘要
一種直下式背光模組，其包括一個框架、多個發(fā)光二極管、一個擴散板和一個第一光學板。多個發(fā)光二極管設置于框架底板上。第一光學板設置于發(fā)光二極管上方，擴散板間隔設置于第一光學板上方。第一光學板包括一個入光面及與該入光面相對的出光面。第一光學板的入光面靠近發(fā)光二極管，第一光學板還包括形成于入光面的沿至少兩個不同方向延伸的多個V形脊結構，該沿不同方向延伸的V形脊結構相互交錯。上述直下式背光模組的出射光線均勻性較佳，且適用于薄型化設計。
文檔編號G02F1/13357GK101644855SQ20081030335
公開日2010年2月10日 申請日期2008年8月4日 優(yōu)先權日2008年8月4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