專(zhuān)利名稱(chēng)：聚光模塊及背光模組的制作方法
聚光模塊及背光模組
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種用于液晶顯示裝置的背光模組及聚光模塊。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display, LCD)具備輕薄、節(jié)能、無(wú)輻射等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的陰極射線管(CRT)顯示器。目前液晶顯示裝置廣泛應(yīng)用于高清晰數(shù)字電視、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、筆記本電腦、移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)等電子設(shè)備中。 用過(guò)筆記本電腦或液晶臺(tái)式顯示器的人都會(huì)發(fā)現(xiàn)，顯示屏存在一定的視角，即從垂直于顯示平面的方向(即法線方向)觀測(cè)電腦或顯示器，亮度(業(yè)界又稱(chēng)"輝度")較高；但從偏離法線一定角度觀測(cè)，會(huì)發(fā)現(xiàn)亮度不是很高。這也合乎用戶的使用要求，因?yàn)楣P記本電腦或液晶臺(tái)式顯示器通常是個(gè)人使用，這要求本來(lái)分散的光通過(guò)一些方法集中到中心觀測(cè)的一定角度，使在軸中心輝度大大增加。這種效果是因?yàn)橐壕э@示裝置的背光模組中采用了棱鏡片(prism film，也稱(chēng)聚光片)，來(lái)提高光效率而產(chǎn)生的。 棱鏡片，顧名思義，其表面是很多個(gè)棱形結(jié)構(gòu)，這些棱形結(jié)構(gòu)通常是結(jié)構(gòu)相同的，而且非常微小，以至于棱鏡片在液晶顯示裝置中看起來(lái)像一層薄膜，裝在液晶顯示裝置中不會(huì)增加液晶顯示裝置的厚度，因此，棱鏡片有時(shí)也被稱(chēng)為棱鏡膜，而這些微小棱形結(jié)構(gòu)通常被稱(chēng)為微結(jié)構(gòu)。 如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中棱鏡片微結(jié)構(gòu)的光學(xué)作用示意圖。棱鏡片微結(jié)構(gòu)的出射表面通常包括兩個(gè)相交的斜面，呈倒V字形狀。當(dāng)光源(light source)發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)擴(kuò)散片(diffuser)的擴(kuò)散作用射入到棱鏡片，由于棱鏡片通常是透明的光密介質(zhì)，根據(jù)光學(xué)定律，超過(guò)一定角度的光線在經(jīng)過(guò)微結(jié)構(gòu)的出射表面時(shí)會(huì)發(fā)生全反射，光線在棱鏡片中發(fā)生多次全反射而基本不衰減，發(fā)生全反射的光線被重復(fù)反射至擴(kuò)散片，所以光源發(fā)出的光線在棱鏡片與擴(kuò)散片之間被多次重復(fù)利用，最終以較集中光束以及較高的利用率射出。根據(jù)折射和全反射原理，棱鏡片的作用讓分散的光集中在大約法線附近70度的軸中心范圍內(nèi)出光，而大于70度射出的光又反射回來(lái)再次被利用，可使在軸中心亮度增加110%。由于光線最終以較集中的光束出射，所以當(dāng)使用者以近似液晶面板法線的方向觀察液晶面板時(shí)，觀察到的顯示圖像的亮度較高；當(dāng)使用者以一定角度偏離液晶面板法線的方向觀察液晶面板時(shí)，亮度較低。 圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中棱鏡片的亮度與觀察角度的關(guān)系示意圖，其可用來(lái)解釋觀察到的顯示圖像的亮度降低的原理。如圖中所示，橫坐標(biāo)定義為觀察角度，定義為觀察者的視線與液晶顯示面板的法線之間的夾角?？v坐標(biāo)定義為該觀察角度對(duì)應(yīng)的亮度值(也可稱(chēng)作輝度值)，由圖2中所示的曲線可以看出，觀察角度越小，則其對(duì)應(yīng)的亮度值就越大；觀察角度越大，則其對(duì)應(yīng)的亮度值就越小。通常，把最大亮度值一半的亮度值(即輝度半幅值)對(duì)應(yīng)的觀察角度稱(chēng)為"輝度半幅角"，技術(shù)上以輝度半幅角來(lái)表述棱鏡片的集光效果的高低。如果輝度半幅角小，則棱鏡片集光效果比較強(qiáng)，如果輝度半幅角大，則棱鏡片集光效 果比較弱。圖2所示是一種輝度半幅角為約28度的棱鏡片，對(duì)于這種棱鏡片，觀察角度為 0度時(shí)，觀察到的亮度最大，亮度值大概是136坎德拉/平方米。如果觀察角度超過(guò)28度， 觀察到的亮度將小于最大亮度的一半，亮度值大概是68坎德拉/平方米以下。從136坎德 拉/平方米變化到68坎德拉/平方米，人眼可以明顯感覺(jué)到亮度的降低。
結(jié)合參考圖3，圖中顯示液晶顯示裝置的俯視圖，由于液晶顯示面板的顯示面通常 為有幾何長(zhǎng)度的長(zhǎng)方形，當(dāng)從右側(cè)30度的角度觀察時(shí)，實(shí)際上，對(duì)左邊區(qū)域的實(shí)際觀察角 度^大于30度，圖示為大約45度，而右邊區(qū)域的實(shí)際觀察角度e^小于30度，圖示為大約 12度。根據(jù)圖2所示亮度與觀察角度的關(guān)系示意圖，左邊區(qū)域45度觀察角度的亮度約為40 坎德拉/平方米，右邊區(qū)域12度觀察角度的亮度約為128坎德拉/平方米。這樣左邊區(qū)域 與右邊區(qū)域的亮度差距非常大，會(huì)明顯影響從液晶顯示裝置觀察到的顯示圖像。而且根據(jù) TC099，2003標(biāo)準(zhǔn)(由"瑞典專(zhuān)業(yè)雇員聯(lián)盟(the Swedish Confederation of Professional Employees)"制定的針對(duì)液晶顯示器產(chǎn)品的一種質(zhì)量認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn))中對(duì)于依視角而定的發(fā)光 均勻度(X咖inance imiformity-angular dependence)的要求，水平方向傾斜30度時(shí)，右 邊區(qū)域與左邊區(qū)域的最大最小亮度比(PKA\)在1.7以內(nèi)，及垂直方向傾斜15度時(shí)，頂部 區(qū)域與底部區(qū)域的最大最小亮度比在1. 5以內(nèi)。根據(jù)前述，右邊區(qū)域與左邊區(qū)域的亮度比 (PK/PJ為128/40 = 3. 20，故，采用圖2所示輝度半幅角為約28度的棱鏡片的液晶顯示裝 置不能通過(guò)按照TC099，2003標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行的測(cè)試。 結(jié)合參考圖4所示觀察角度，當(dāng)從液晶顯示裝置下方15度的角度觀察時(shí)，實(shí)際上 對(duì)頂部區(qū)域的實(shí)際觀察角度e T大于15度，圖示為大約45度，而對(duì)底部區(qū)域的實(shí)際觀察角 度9e小于15度，圖示為大約-6度。根據(jù)圖2所示亮度與觀察角度的關(guān)系示意圖，頂部區(qū) 域45度觀察角度的亮度約為40坎德拉/平方米，底部區(qū)域-6度觀察角度的亮度約為132 坎德拉/平方米。頂部區(qū)域與底部區(qū)域的最大最小亮度比(PB/PT)為132/40 = 3. 30，也超 過(guò)了 TC099，2003標(biāo)準(zhǔn)的要求的1. 5以內(nèi)。 因此有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的棱鏡片及背光模組進(jìn)行改善。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種用于液晶顯示裝置的聚光模塊及背光模
組，能夠保證液晶顯示裝置的中心輝度值較高。 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種用于液晶顯示裝置的聚光模塊及背光模
組，能夠保證液晶顯示裝置的發(fā)光均勻度。 本發(fā)明提供一種聚光模塊，其包括出光面及多個(gè)聚光微結(jié)構(gòu)，該出光面具有幾何 中心，每個(gè)聚光微結(jié)構(gòu)的光線在一定方向具有最大射出亮度，光線射出方向與前述一定方 向的夾角為輝度半幅角時(shí)亮度降低到最大射出亮度的一半，其中，聚光微結(jié)構(gòu)從出光面的 幾何中心向遠(yuǎn)離幾何中心方向漸變，越遠(yuǎn)離出光面的幾何中心，聚光微結(jié)構(gòu)的輝度半幅角 越大。這樣的聚光模塊在出光面的邊緣區(qū)域的聚光微結(jié)構(gòu)輝度半幅角較大，光線亮度值隨 角度的變化的幅度比較小，故，即使兩邊緣區(qū)域的觀察角度相差較大，其亮度比不會(huì)太大， 使用這種聚光模塊的液晶顯示裝置看起來(lái)亮度將比較均勻，也容易通過(guò)按照TC099，2003 標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行的測(cè)試。
優(yōu)選地，在出光面內(nèi)分布有多條凸肋，凸肋形成聚光微結(jié)構(gòu)，每條凸肋包括有兩個(gè) 基本為平面狀的出射平面，該兩個(gè)出射平面相互成一定角度。聚光模塊設(shè)置成多條凸肋結(jié) 構(gòu)，兩個(gè)出射平面相互成一定角度而不是平行或共面設(shè)置，可以利用棱鏡全反射及折射的 光學(xué)定律，使光線在出光面可以比較集中地射出，保證液晶顯示裝置的中心輝度值較高，而 且成本低。 優(yōu)選地，各個(gè)聚光微結(jié)構(gòu)的出射平面的夾角向遠(yuǎn)離出光面幾何中心方向漸變，越 靠近出光面幾何中心，聚光微結(jié)構(gòu)的出射平面的夾角越接近90度。根據(jù)棱鏡全反射及折射 的光學(xué)定律，聚光微結(jié)構(gòu)的出射平面的夾角越接近90度，聚光微結(jié)構(gòu)的輝度半幅角越小， 光線在中心區(qū)域的利用率越高，有利于提高亮度值。反之，越遠(yuǎn)離出光面幾何中心，聚光微 結(jié)構(gòu)的出射平面的夾角越大或者越小，則聚光微結(jié)構(gòu)的輝度半幅角越大，即使觀察角度較 大，其亮度值減小不會(huì)太大，容易產(chǎn)生亮度均勻的觀察效果。 優(yōu)選地，至少部分凸肋還包括有出射弧面，出射弧面光滑連接兩個(gè)出射平面，出射 弧面相對(duì)于出射平面的寬度的比值向遠(yuǎn)離出光面幾何中心方向漸變，越遠(yuǎn)離出光面幾何中 心，聚光微結(jié)構(gòu)的出射弧面寬度相對(duì)于出射平面寬度的比值越大。根據(jù)光線的全反射及折 射的定律，聚光微結(jié)構(gòu)的出射平面比例越大，棱鏡聚光的效應(yīng)越明顯，聚光微結(jié)構(gòu)的輝度半 幅角越小，光線在中心區(qū)域的利用率越高，有利于提高亮度值。故，越遠(yuǎn)離出光面幾何中心， 聚光微結(jié)構(gòu)的輝度半幅角越大，即使觀察角度較大，其亮度值減小不會(huì)太大，容易產(chǎn)生亮度 均勻的觀察效果。 優(yōu)選地，各條凸肋等間距平行排列。平面的顯示裝置符合人們的觀察習(xí)慣。各條 凸肋等間距平行排列，有利于均勻的出光，進(jìn)而獲得良好的觀察效果。 優(yōu)選地，每條凸肋是實(shí)質(zhì)上沿直線平直延伸的，各條凸肋聚光微結(jié)構(gòu)的形狀沿與 所述直線垂直的方向漸變。平直延伸的凸肋容易制造，垂直于凸肋延伸方向漸變，可以獲得 很好的、改變輝度半幅角的效果，進(jìn)而在液晶顯示面板的上、下方向上有利于解決依視角而 定的發(fā)光均勻度技術(shù)問(wèn)題。 優(yōu)選地，各條凸肋的聚光微結(jié)構(gòu)從該條凸肋的中間向遠(yuǎn)離中間的兩端方向漸變?yōu)?br> 不同于該中間的聚光微結(jié)構(gòu)的形狀。進(jìn)一步改變凸肋上聚光微結(jié)構(gòu)輝度半幅角的效果，進(jìn)
而在液晶顯示面板的左右方向上有利于解決依視角而定的發(fā)光均勻度技術(shù)問(wèn)題。 優(yōu)選地，各條凸肋的聚光微結(jié)構(gòu)相對(duì)于出光面幾何中心同時(shí)向垂直于凸肋的延伸
方向以及向沿著凸肋的延伸方向兩側(cè)漸變，進(jìn)一步改變凸肋上聚光微結(jié)構(gòu)輝度半幅角的效
果，進(jìn)而在液晶顯示面板的上下、左右方向上有利于解決依視角而定的發(fā)光均勻度技術(shù)問(wèn)題。 本發(fā)明提供一種背光模組，其包括燈管及前述任一技術(shù)方案所述的聚光模塊，聚
光模塊位于燈管上方，用于將下方燈管發(fā)出的光線集中到上方一定角度范圍出光。 使用這種背光模組的液晶顯示裝置中心輝度值較高，看起來(lái)亮度將比較均勻，也
容易通過(guò)按照TC099，2003標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行的測(cè)試，同時(shí)制造成本不高。 以下通過(guò)參考附圖詳細(xì)說(shuō)明優(yōu)選的具體實(shí)施方式
，更明顯地揭露本發(fā)明的其他方
面和特征。但是應(yīng)當(dāng)知道，該附圖僅僅為解釋目的而設(shè)計(jì)，不作為本發(fā)明的范圍的限定，因
為范圍的限定應(yīng)當(dāng)參考附加的權(quán)利要求。還應(yīng)當(dāng)知道，除非特別指出，附圖僅僅力圖概念地
說(shuō)明此處描述的結(jié)構(gòu)和流程，不必要依比例繪制。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中棱鏡片微結(jié)構(gòu)的光學(xué)作用示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中棱鏡片的亮度與觀察角度的關(guān)系示意圖； 圖3為液晶顯示裝置的俯視圖，其中顯示從右側(cè)30度角度觀察的情況； 圖4為液晶顯示裝置的右側(cè)視圖，其中顯示從底側(cè)15度角度觀察的情況； 圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的背光模組的分解結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的背光模組中聚光模塊的俯視示意圖； 圖7A-7C為圖6中的聚光模塊沿A-A'方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，分別顯示P0、P1及
P2三處聚光微結(jié)構(gòu)的局部放大圖； 圖7D及圖7E類(lèi)似于圖7B及圖7C，分別顯示Pl及P2兩處的聚光微結(jié)構(gòu)的第二實(shí) 施例； 圖7F及圖7G類(lèi)似于圖7B及圖7C，分別顯示Pl及P2兩處的聚光微結(jié)構(gòu)的第三實(shí) 施例； 圖8為圖6所示聚光模塊聚光微結(jié)構(gòu)一實(shí)施例的亮度與觀察角度的關(guān)系示意圖；
圖9a為圖6所示聚光模塊中微結(jié)構(gòu)沿與凸肋延伸方向垂直的方向漸變的一實(shí)施 例的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9b為圖6所示聚光模塊中微結(jié)構(gòu)沿凸肋延伸方向漸變的一實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu) 示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明 100 背光模組 1 背板 2 反射片 3 導(dǎo)光板 4 下擴(kuò)散片 5 聚光模塊 50 、50' 、50〃 凸肋 52 、52' 、52〃 出射平面 54 出射弧面 6 上擴(kuò)散片 7 燈管
具體實(shí)施方式

為使上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí) 施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。 參照?qǐng)D5，其為本發(fā)明一實(shí)施例的背光模組100的分解結(jié)構(gòu)示意圖，為說(shuō)明的方 便，假設(shè)該背光模組100水平放置。背光模組100包括背板1、反射片(reflector) 2、導(dǎo)光 板(LGP:Light Guide Panel) 3、下擴(kuò)散片4、聚光模塊5、上擴(kuò)散片6以及燈管7。其中，燈 管7設(shè)置于背板1上，其可以是直下式的，也可以是側(cè)邊式的。該燈管7為線光源，例如可以是冷陰極熒光燈管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)。導(dǎo)光板3將燈管7發(fā)出的 線光源轉(zhuǎn)換成面光源，光源向上方依次穿過(guò)下擴(kuò)散片4、聚光模塊5及上擴(kuò)散片6，最終出射 到液晶顯示面板(圖中未示出)。反射片2可將通過(guò)導(dǎo)光板3向下射到該反射片2的光線 向上反射回導(dǎo)光板3，從而減少光損失。較優(yōu)的，反射片2的材質(zhì)為具有高反射率的反射材 質(zhì)。下擴(kuò)散片4可以使從燈管7發(fā)出的光線均勻擴(kuò)散，以消除導(dǎo)光板3上形成的亮區(qū)。光 自下擴(kuò)散片4射出后指向性差，必須修正光的方向，提高正面的亮度。聚光模塊5就是用于 將來(lái)自下擴(kuò)散片4的光線向上方的軸中心區(qū)域集中，以提高光線在液晶顯示面板垂直方向 附近區(qū)域的利用率。上擴(kuò)散片6還有防止聚光模塊5被刮傷的保護(hù)效果。
聚光模塊5的具體結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參見(jiàn)圖6以及圖7A-7C。其中，圖6為本發(fā)明一實(shí)施例 的背光模組100中聚光模塊5的俯視圖，聚光模塊5的下面為進(jìn)光面(未標(biāo)號(hào))，上面為出 光面(未標(biāo)號(hào))，圖6所示，出光面具有幾何中心P0。出光面分布有多條沿左右方向直線延 伸的凸肋50，這些凸肋50等間距平行排列。 沿圖6中A-A'線剖切，P0、 Pl及P2三處的局部放大剖面示意圖分別如圖7A-7C 所示，其分別顯示了相應(yīng)位置的聚光微結(jié)構(gòu)的剖面。結(jié)合圖9a參考圖6及圖7A-7C，其中， 圖9a為圖6所示聚光模塊中微結(jié)構(gòu)沿與凸肋延伸方向垂直的方向漸變的一實(shí)施例的立體 結(jié)構(gòu)示意圖。在本發(fā)明一實(shí)施例中，凸肋50形成聚光微結(jié)構(gòu)，圖7A中所示在P0所指的中 心區(qū)域，每條凸肋50包括有兩個(gè)基本為平面狀的出射平面52，該兩個(gè)出射平面52相互相交 成90度的角度，實(shí)質(zhì)上形成具有90度內(nèi)角的棱鏡。如圖7B及圖7C所示，在Pl及P2處，凸 肋50還包括有出射弧面54，出射弧面54光滑連接兩個(gè)出射平面52，出射弧面54的寬度是 從出光面幾何中心PO向邊緣逐漸加寬的，相應(yīng)地，出射平面52的寬度逐漸縮窄?？傮w上， 出射弧面54的寬度相對(duì)于出射平面52的寬度的比值向遠(yuǎn)離出光面幾何中心PO方向漸變， 越遠(yuǎn)離出光面幾何中心PO，聚光微結(jié)構(gòu)的出射弧面54寬度相對(duì)于出射平面52寬度的比值 越大。為了說(shuō)明方便，這里只描述了P0、P1及P2三處的局部結(jié)構(gòu)，實(shí)際上，聚光模塊5的凸 肋50相對(duì)于出光面幾何中心在上下方向上是對(duì)稱(chēng)分布的，Pl及P2關(guān)于幾何中心P0的對(duì) 稱(chēng)位置也具有與Pl及P2相同的結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，這些凸肋50是沿凸肋50的延伸方向的 垂直方向，從幾何中心P0向出光面兩側(cè)漸變的。 根據(jù)棱鏡聚光的光學(xué)原理，兩個(gè)出射平面52的夾角為90度的聚光微結(jié)構(gòu)的集光 性最佳，出光面的垂直角度觀察到的亮度最高，聚光微結(jié)構(gòu)的輝度半幅角最小。出射弧面54 的寬度是從出光面幾何中心P0向邊緣逐漸加寬的，相應(yīng)地，出射平面52的寬度逐漸縮窄， 棱鏡的集光性減弱，聚光微結(jié)構(gòu)的輝度半幅角逐漸增大。請(qǐng)參考圖8所示，其顯示圖6所示 聚光模塊聚光微結(jié)構(gòu)的亮度與觀察角度的關(guān)系示意圖。由于P0、 Pl及P2三處的局部聚光 微結(jié)構(gòu)的差異，P0、P1及P2三處的亮度與觀察角度的關(guān)系曲線也存在差異。幾何中心P0 處的輝度半幅角最小，約為28度，Pl處的輝度半幅角稍大，約為34度，P2處的輝度半幅角 最大，約為52度。 結(jié)合參考圖4所示觀察角度，當(dāng)從液晶顯示裝置下方15度的角度觀察時(shí)，實(shí)際上 對(duì)頂部區(qū)域的實(shí)際觀察角度9T為大約45度，對(duì)底部區(qū)域的實(shí)際觀察角度9B為大約-6 度。根據(jù)圖8所示亮度與觀察角度的關(guān)系示意圖，頂部區(qū)域P2曲線對(duì)應(yīng)45度觀察角度的 亮度約為66坎德拉/平方米，由于聚光模塊5的凸肋50相對(duì)于出光面幾何中心P0在上下 方向上是對(duì)稱(chēng)分布的，底部區(qū)域的曲線與頂部區(qū)域P2曲線相同，底部區(qū)域的曲線對(duì)應(yīng)_6度觀察角度的亮度約為97坎德拉/平方米。頂部區(qū)域與底部區(qū)域的最大最小亮度比(PB/PT) 為97/66 " 1. 47，符合TC099, 2003標(biāo)準(zhǔn)的要求的1. 5以內(nèi)。 同理，結(jié)合參考圖3，當(dāng)從右側(cè)30度的角度觀察時(shí)，對(duì)左邊區(qū)域的實(shí)際觀察角度 e^為大約45度，對(duì)右邊區(qū)域的實(shí)際觀察角度％為大約12度。若用相同設(shè)置的聚光模塊 5對(duì)光線聚光處理，則可以觀察到，左邊區(qū)域45度觀察角度的亮度約為66坎德拉/平方米， 右邊區(qū)域12度觀察角度的亮度約為95坎德拉/平方米。右邊區(qū)域與左邊區(qū)域的亮度比 (PR/PL)為95/66 " 1. 44，也符合TC099， 2003標(biāo)準(zhǔn)的要求的1. 7以內(nèi)。
根據(jù)棱鏡聚光的光學(xué)原理，當(dāng)出射平面52夾角向大于90度方向逐漸增大或向小 于90度方向逐漸減小時(shí)，聚光微結(jié)構(gòu)的集光性逐漸減弱，聚光微結(jié)構(gòu)的輝度半幅角逐漸增 大。因此，聚光模塊5可以做成圖7D及圖7E所示的第二實(shí)施例，還可以做成圖7F及圖7G 所示的第三實(shí)施例。 請(qǐng)參見(jiàn)圖7D及圖7E，其類(lèi)似于圖7B及圖7C，分別顯示Pl及P2兩處的聚光微結(jié) 構(gòu)的第二實(shí)施例。在第二實(shí)施例中，P0所指的中心區(qū)域凸肋50'的聚光微結(jié)構(gòu)仍如圖7A 所示，但凸肋50'的出射平面52'之間的夾角是從出光面幾何中心PO向邊緣逐漸增大的。 如圖7D所示，P1處的出射平面52'之間的夾角大于幾何中心P0處的90度。如圖7E所 示，P2處的出射平面52'之間的夾角大于P1處的角度。也就是說(shuō)，凸肋的聚光微結(jié)構(gòu)的出 射平面之間的夾角相對(duì)于出光面幾何中心PO向上下方向逐漸增大。 請(qǐng)參見(jiàn)圖7F及圖7G，其類(lèi)似于圖7B及圖7C，分別顯示Pl及P2兩處的聚光微結(jié) 構(gòu)的第三實(shí)施例。在第三實(shí)施例中，P0所指的中心區(qū)域凸肋50"的聚光微結(jié)構(gòu)仍如圖7A 所示，但凸肋50"的出射平面52"之間的夾角是從出光面幾何中心PO向邊緣逐漸減小的。 如圖7F所示，Pl處的出射平面52"之間的夾角小于幾何中心P0處的90度。如圖7E所 示，P2處的出射平面52"之間的夾角小于P1處的角度。也就是說(shuō)，凸肋的聚光微結(jié)構(gòu)的出 射平面之間的夾角相對(duì)于出光面幾何中心PO向上下方向逐漸減小。 以上所述的實(shí)施例揭示了出光面幾何中心PO位置的凸肋具有出射平面之間的夾 角為90度的聚光微結(jié)構(gòu)，從而其集光性最佳，輝度半幅角最小，出光面的垂直角度觀察到 的亮度最高；并且凸肋的聚光微結(jié)構(gòu)相對(duì)于出光面幾何中心PO向垂直于凸肋的延伸方向 兩側(cè)逐漸漸變，聚光微結(jié)構(gòu)的漸變包括從幾何中心PO位置處的90度棱角逐漸向兩側(cè)進(jìn)行 角度漸變，即棱角逐漸向兩側(cè)增大或減小，也包括從幾何中心PO位置處的90度棱角逐漸向 兩側(cè)漸變?yōu)榛⌒?，從而其集光性逐漸減弱，輝度半幅角逐漸減小。 將這種結(jié)構(gòu)的聚光模塊5應(yīng)用到液晶顯示裝置的背光模組中，可以確保液晶顯示
裝置的中心輝度值較高，同時(shí)也確保了液晶顯示裝置具有較好的發(fā)光均勻度。 同理，針對(duì)圖6所示聚光模塊5，還可以相對(duì)于出光面幾何中心PO在凸肋50的延
伸方向，即左右方向上，設(shè)置聚光微結(jié)構(gòu)的漸變。也就是說(shuō)，在出光面幾何中心PO位置的凸
肋具有出射平面之間的夾角為90度的聚光微結(jié)構(gòu)，從而其集光性最佳，輝度半幅角最小，
出光面的垂直角度觀察到的亮度最高；并且同一根凸肋的聚光微結(jié)構(gòu)相對(duì)于出光面幾何中
心PO向沿著該凸肋的延伸方向兩側(cè)逐漸漸變，聚光微結(jié)構(gòu)的漸變同樣包括從幾何中心PO
位置處的90度棱角逐漸向兩側(cè)進(jìn)行角度漸變，即棱角逐漸向兩側(cè)增大或減小，也包括從幾
何中心PO位置處的90度棱角逐漸向兩側(cè)漸變?yōu)榛⌒危瑥亩浼庑灾饾u減弱，即使輝度半
幅角逐漸變大。例如，在出光面幾何中心PO位置的同一根凸肋上的兩個(gè)區(qū)域P3及P4(如圖6所示)，分別沿著圖6中的B-B'和C-C'線剖切，P3及P4區(qū)域的聚光微結(jié)構(gòu)也可以依 照例如圖7A-7G所述的三種實(shí)施例進(jìn)行漸變。結(jié)合圖9b參考圖6以及圖7A-7G，其中，圖 9b為圖6所示聚光模塊中微結(jié)構(gòu)沿凸肋延伸方向漸變的一實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖 中所示，從一條凸肋50的中間向遠(yuǎn)離中間的兩端方向漸變?yōu)椴煌谠撝虚g的聚光微結(jié)構(gòu) 的形狀，從而對(duì)稱(chēng)地改變同一根凸肋50的左右方向上亮度的分布。從而同樣達(dá)到如圖8所 示的聚光模塊聚光微結(jié)構(gòu)的亮度與觀察角度的關(guān)系圖。 更進(jìn)一步地，聚光模塊5的凸肋的聚光微結(jié)構(gòu)可以相對(duì)于出光面幾何中心PO同時(shí) 向垂直于凸肋的延伸方向兩側(cè)以及向沿著凸肋的延伸方向兩側(cè)漸變。 本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保 護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種聚光模塊(5)，其包括出光面及多個(gè)聚光微結(jié)構(gòu)，該出光面具有幾何中心(P0)，每個(gè)聚光微結(jié)構(gòu)的光線在一定方向具有最大射出亮度，光線射出方向與前述一定方向的夾角為輝度半幅角時(shí)亮度降低到最大射出亮度的一半，其特征在于聚光微結(jié)構(gòu)從出光面的幾何中心(P0)向遠(yuǎn)離幾何中心(P0)方向漸變，越遠(yuǎn)離出光面的幾何中心(P0)，聚光微結(jié)構(gòu)的輝度半幅角越大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的聚光模塊(5)，其特征在于在出光面內(nèi)分布有多條凸肋(50、50' 、50〃 )，凸肋(50、50' 、50〃 )形成聚光微結(jié)構(gòu)，每條凸肋(50、50' 、50〃 )包括 有兩個(gè)基本為平面狀的出射平面(52、52' 、52〃 )，該兩個(gè)出射平面(52、52' 、52〃 )相互成一定角度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚光模塊(5)，其特征在于越靠近出光面幾何中心(P0)，聚 光微結(jié)構(gòu)的出射平面(52、52' 、52〃 )的夾角越接近90度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚光模塊(5)，其特征在于各個(gè)聚光微結(jié)構(gòu)的出射平面 (52、52' 、52〃 )的夾角向遠(yuǎn)離出光面幾何中心(P0)方向漸變，越遠(yuǎn)離出光面幾何中心 (P0)，聚光微結(jié)構(gòu)的出射平面(52、52' 、52〃 )的夾角越大或者越小。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚光模塊(5)，其特征在于至少部分凸肋(50)還包括有出 射弧面(54)，出射弧面(54)光滑連接兩個(gè)出射平面(52)，出射弧面(54)相對(duì)于出射平面 (52)的寬度的比值向遠(yuǎn)離出光面幾何中心(P0)方向漸變，越遠(yuǎn)離出光面幾何中心(P0)，聚 光微結(jié)構(gòu)的出射弧面(54)寬度相對(duì)于出射平面(52)寬度的比值越大。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的聚光模塊(5)，其特征在于各條凸肋(52、 52' 、52〃 )等間距平行排列。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚光模塊(5)，其特征在于每條凸肋(52、52' 、52〃 )是實(shí) 質(zhì)上沿直線平直延伸的，各條凸肋(52、52' 、52〃 )聚光微結(jié)構(gòu)的形狀沿與所述直線垂直 的方向漸變。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚光模塊(5)，其特征在于各條凸肋(52、52' 、52〃 )的聚 光微結(jié)構(gòu)從該條凸肋(52、52' 、52〃 )的中間向遠(yuǎn)離中間的兩端方向漸變?yōu)椴煌谠撝虚g 的聚光微結(jié)構(gòu)的形狀。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚光模塊(5)，其特征在于凸肋(52、52' 、52〃 )的聚光微 結(jié)構(gòu)相對(duì)于出光面幾何中心(P0)同時(shí)向垂直于凸肋的延伸方向以及向沿著凸肋的延伸方 向兩側(cè)漸變。
10. —種背光模組(100)，其包括燈管(7)，其特征在于其還包括前述1至9任一項(xiàng)所述的聚光模塊(5)，聚光模塊(5)位于燈管(7)上方，用 于將下方燈管(7)發(fā)出的光線集中到上方一定角度范圍出光。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聚光模塊及一種使用該聚光模塊的背光模組，聚光模塊包括出光面及多個(gè)聚光微結(jié)構(gòu)，該出光面具有幾何中心，每個(gè)聚光微結(jié)構(gòu)的光線在一定方向具有最大射出亮度，光線射出方向與前述一定方向的夾角為輝度半幅角時(shí)亮度降低到最大射出亮度的一半，其中，聚光微結(jié)構(gòu)從出光面的幾何中心向遠(yuǎn)離幾何中心方向漸變，越遠(yuǎn)離出光面的幾何中心，聚光微結(jié)構(gòu)的輝度半幅角越大。使用這種聚光模塊及背光模組的液晶顯示裝置看起來(lái)亮度比較均勻。
文檔編號(hào)G02B5/00GK101706081SQ200910198649
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者賴信杰, 陳世憲 申請(qǐng)人:昆山龍騰光電有限公司