專利名稱：背光模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光模組，尤其涉及一種出射光準(zhǔn)直性高、光利用率高的背光模組。
背景技術(shù)：
背光模組廣泛應(yīng)用于眾多光電產(chǎn)品中，對于從背光模組出射的光通常具有一定的準(zhǔn)直性要求。 請參閱圖l，一種現(xiàn)有技術(shù)背光模組1包括一導(dǎo)光板10、一棱鏡片12和一擴散片14。所述導(dǎo)光板10包括一入光面100、一出光面102和一底面104。所述入光面100為所述導(dǎo)光板10的其中一側(cè)面，光通過所述入光面IOO射入所述導(dǎo)光板10。所述出光面102為所述導(dǎo)光板10的頂面，光通過所述出光面102射出所述導(dǎo)光板10。所述底面104與所述出光面102相對設(shè)置，且其包括多個反射結(jié)構(gòu)128。所述棱鏡片12包括一棱鏡面122和一相對所述棱鏡面122的頂面124。所述擴散片14相鄰所述棱鏡片12的頂面124設(shè)置。
光自所述入光面100進(jìn)入所述導(dǎo)光板10，部分光直接從所述出光面102射出，部分光從所述底面104射出，而大部分光會在導(dǎo)光板10內(nèi)部經(jīng)過一次或多次的反射并最終從所述出光面102射出所述導(dǎo)光板10。在上述反射過程中，光的發(fā)散角并不發(fā)生變化，S卩，被反射并從所述出光面102射出所述導(dǎo)光板10的光的發(fā)散角與入射導(dǎo)光板10時接近，且所述出射光不是從所述出光面102的法線方向出射，而是與所述出光面102成較小的角度出射。從所述導(dǎo)光板10的出光面102射出的光通過所述棱鏡面122進(jìn)入所述棱鏡片12，其大部分被所述棱鏡面122上的多個棱鏡結(jié)構(gòu)126將其方向改變?yōu)檠刂鲰斆?24的法線方向出射，并向所述擴散片14方向傳播。 所述背光模組1雖然能提供一種準(zhǔn)直光，但所提供的準(zhǔn)直光的發(fā)散角過大且難以有效的減小。當(dāng)所述反射結(jié)構(gòu)128的尺寸較大時，被反射的光的發(fā)散角較大，因此為了減小出射光的發(fā)散角、提高出射光的準(zhǔn)直性，需要將所述反射結(jié)構(gòu)128制作得較為精密，增加了制作工藝的難度和成本。 業(yè)界還提出了另一種背光模組，其主要利用在導(dǎo)光板的出光面設(shè)置黑白狹縫和柱透鏡，使柱透鏡的焦平面位于黑白狹縫處，并且柱透鏡的焦點與白狹縫中心重疊，通過這種設(shè)計實現(xiàn)了對出射光的高度準(zhǔn)直。但是此種設(shè)計由于黑白狹縫的存在，而且白狹縫的寬度遠(yuǎn)小于黑狹縫，導(dǎo)致光從導(dǎo)光板射出后，大量的光被黑狹縫遮擋吸收，使得大量的光被損失。另一方面，如果要提高光的利用率，必須增大白狹縫的寬度，但這又會導(dǎo)致準(zhǔn)直光發(fā)散角的增大，且對光的利用率的提高效果并不明顯。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)背光模組存在出射光準(zhǔn)直性低、光利用率低的問題，有必要提供一種出射光準(zhǔn)直性高、光利用率高的背光模組。 —種背光模組，包括導(dǎo)光板和發(fā)光二極管，所述導(dǎo)光板包括入光面、出光面和底面，所述入光面相鄰所述發(fā)光二極管以將所述發(fā)光二極管所發(fā)出的光會聚導(dǎo)入所述導(dǎo)光板內(nèi)，所述入光面包括多個透鏡結(jié)構(gòu)，每個透鏡對應(yīng)一個發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管的發(fā)光芯片設(shè)置在與其對應(yīng)的所述透鏡結(jié)構(gòu)的光軸上，所述底面包括多個用于將入光面導(dǎo)入的光反射到出光面的反射結(jié)構(gòu)。 所述透鏡結(jié)構(gòu)為柱透鏡結(jié)構(gòu)或球透鏡結(jié)構(gòu)。 所述反射結(jié)構(gòu)可以為V型槽，槽的延伸方向平行于所述入光面。 所述反射結(jié)構(gòu)可以為弧形槽，槽的延伸方向平行于所述入光面。 所述反射結(jié)構(gòu)為非連續(xù)分布，且其排列密度隨著其與所述入光面的距離的增大而增大。 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的背光模組以較為簡單的結(jié)構(gòu)提高了其出射光的準(zhǔn)直性，同時出射光的亮度也得到了提升，甚至可以實現(xiàn)不同平面內(nèi)的準(zhǔn)直性和發(fā)散角的不同要求。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)一種背光模組的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明背光模組第一實施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2所示背光模組的俯視示意圖。
圖4是圖2所示背光模組的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是圖2所示背光模組在導(dǎo)光板內(nèi)的光的傳播由X方向改為Z方向的光路示意圖。 圖6是圖2所示背光模組的光在出射導(dǎo)光板后在Y0Z平面內(nèi)的光路示意圖。
圖7是圖2所示背光模組的光在出射導(dǎo)光板后在X0Z平面內(nèi)的光路示意圖。
圖8是本發(fā)明背光模組第二實施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖9是圖8所示背光模組在X0Z平面內(nèi)和Y0Z平面內(nèi)的出射光的光路示意圖。
圖10是本發(fā)明背光模組第三實施方式的導(dǎo)光板的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖和部分光路示意圖。 圖11是圖10所示背光模組在X0Z平面內(nèi)和YOZ平面內(nèi)的出射光的光路示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的光柵對位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。 請參閱圖2與圖3，其中圖2是本發(fā)明背光模組第一實施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖2所示背光模組的俯視示意圖。所述背光模組2包括導(dǎo)光板20、多個發(fā)光二極管(LightEmitting Diode， LED) 22和黑白膠布24。 所述導(dǎo)光板20整體呈矩形結(jié)構(gòu)，其包括一入光面200、一出光面202和一底面204。所述導(dǎo)光板20可以由聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate，P匿A)或者聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)等材料通過射出成型等工藝制得。 所述入光面200為所述導(dǎo)光板20的其中一側(cè)面，外部光可以通過所述入光面200進(jìn)入所述導(dǎo)光板20。所述入光面200包括多個透鏡結(jié)構(gòu)206，所述透鏡結(jié)構(gòu)206是從所述入光面200向外凸出的柱透鏡結(jié)構(gòu)排列而成。根據(jù)光學(xué)原理，柱透鏡可以在沿著光軸方向?qū)馄饡圩饔?，即減小光束的發(fā)散角。 所述出光面202相鄰所述入光面200，在所述導(dǎo)光板20內(nèi)傳播的光可以通過所述 出光面202射出所述導(dǎo)光板20，本實施方式中，所述出光面202與所述入光面200垂直連 接。 所述底面204為一相對所述出光面202之表面，其同時鄰接所述入光面200，所述 底面204可以改變射到其表面的光的傳播方向。所述導(dǎo)光板20在所述出光面202和所述 底面204之間，都是形成所述導(dǎo)光板20的透明材料。所述底面204包括多個反射結(jié)構(gòu)208， 所述反射結(jié)構(gòu)208為V型槽結(jié)構(gòu)，每一 V型槽結(jié)構(gòu)沿平行于入光面方向延伸設(shè)置。
所述反射結(jié)構(gòu)208為非連續(xù)分布，每二相鄰V型槽結(jié)構(gòu)之間相隔一定距離，且其分 布密度隨所述V型槽結(jié)構(gòu)與所述入光面200之距離的增大而增大，即所述反射結(jié)構(gòu)208在 靠近所述入光面200處分布的相對稀松，而遠(yuǎn)離所述入光面200處分布的相對密集。所述 反射結(jié)構(gòu)208的此種排列設(shè)計，可以提高所述背光模組2的出光均勻度，比如，靠近入光面 200處的入射光的光強較大，對應(yīng)的反射結(jié)構(gòu)208的分布密度相對稀松，可以讓更多的光繼 續(xù)向前傳播；而遠(yuǎn)離入光面200處的入射光的光強較弱，對應(yīng)的反射結(jié)構(gòu)208的分布密度相 對密集，可以更多的將光反射。進(jìn)一步的，所述反射結(jié)構(gòu)208的表面為反射性表面，如涂布 或者印刷有高反射率之反射涂層或鍍有高反射率之反射膜。本實施方式中，所述反射結(jié)構(gòu) 208的高度及寬度均相同，其也可以根據(jù)實際需要變更其高度和寬度設(shè)計。
在進(jìn)一步的改良設(shè)計中，還可以在所述底面204下方設(shè)置反射片(圖未示)，以將 從所述底面204泄出的光反射回所述導(dǎo)光板20，一方面可以防止漏光現(xiàn)象、改善所述背光 模組2的光學(xué)品質(zhì)，另一方面還可以增加所述背光模組2的光利用率。
所述發(fā)光二極管22相鄰所述導(dǎo)光板20的所述入光面200設(shè)置。所述發(fā)光二極管 22包括發(fā)光芯片，所述發(fā)光芯片的發(fā)光方向朝向所述入光面200。本實施方式中，每一發(fā)光 芯片與一透鏡結(jié)構(gòu)206相對應(yīng)，且，每一發(fā)光芯片位于相對應(yīng)的所述透鏡結(jié)構(gòu)206的光軸 上，也就是說，所述發(fā)光二極管22的光軸中心與所述透鏡結(jié)構(gòu)206其中一柱透鏡的光軸相 一致。所述發(fā)光芯片發(fā)出的光線大部分進(jìn)入相對應(yīng)的透鏡結(jié)構(gòu)206，經(jīng)過透鏡結(jié)構(gòu)206的會 聚作用，形成準(zhǔn)直光線進(jìn)入所述導(dǎo)光板20 ;小部分進(jìn)入相鄰的透鏡結(jié)構(gòu)206或者更偏遠(yuǎn)的 透鏡結(jié)構(gòu)206，經(jīng)過透鏡結(jié)構(gòu)206的折射進(jìn)入所述導(dǎo)光板20，更甚者傳播到黑白膠24。該小 部分光線與該大部分光線相比，其影響可以忽略。 所述黑白膠24是一種用于封裝背光模組2的雙面膠布，其包括一白色正面(未標(biāo) 示)和一黑色反面(未標(biāo)示)。其中所述白色正面具有85%以上的光反射率，所述黑色反 面具有90%以上的光吸收率。本實施方式中，黑白膠24的黑色反面朝向所述發(fā)光二極管 22，以便吸收從所述發(fā)光二極管22與所述導(dǎo)光板20之間泄漏出的光，避免邊緣漏光現(xiàn)象， 保證所述背光模組2的光學(xué)品質(zhì)。在圖2與圖3中，為清楚展現(xiàn)所述入光面200和所述透 鏡結(jié)構(gòu)206，所述黑白膠24在所述發(fā)光二極管22和導(dǎo)光板20之間的上面部分未畫出。
本實施方式中，所述發(fā)光二極管22和所述導(dǎo)光板20設(shè)置在所述背光模組2的鐵 框內(nèi)，由所述鐵框固定所述發(fā)光二極管22和所述導(dǎo)光板20。 本實施方式背光模組2的光傳播過程簡述如下以圖2所示的三維坐標(biāo)系為基準(zhǔn)， 定義一平面X0Z，其垂直于所述入光面200，也垂直于所述出光面202 ;定義另一平面Y0Z，其 平行于所述入光面200，而垂直于所述出光面202。光從所述發(fā)光二極管22發(fā)出，并到達(dá)所
5述入光面200的所述透鏡結(jié)構(gòu)206。所述透鏡結(jié)構(gòu)206使入射自所述發(fā)光二極管22的光束 的發(fā)散角會聚，并導(dǎo)入所述導(dǎo)光板20內(nèi)。具體的講，從所述發(fā)光二極管22發(fā)出的光，大部 分光朝著X方向傳播，另一部分光朝著Y方向傳播，朝著X方向傳播的光會繼續(xù)沿著X方向 傳播前進(jìn)，而朝著Y方向的光，會因為發(fā)散角被所述透鏡結(jié)構(gòu)206會聚的原因，而向X方向 偏轉(zhuǎn)。被導(dǎo)入所述導(dǎo)光板20內(nèi)的光，部分直接從所述出光面202射出所述導(dǎo)光板20，另一 部分從所述底面204射出所述導(dǎo)光板20，而大部分光會在導(dǎo)光板20內(nèi)部經(jīng)過一次或多次 的反射并最終從所述出光面202射出。在所述反射過程中，當(dāng)光到達(dá)所述底面204時，其部 分光被所述底面204的反射結(jié)構(gòu)208所反射。由于所述反射結(jié)構(gòu)208的V型槽結(jié)構(gòu)，從所 述入光面200方向射到所述反射結(jié)構(gòu)208的光會被反射，其傳播方向會被改變朝向所述出 光面202方向，即光會由X方向傳播改變?yōu)橄騔方向傳播，如圖5所示。而向Y方向傳播的 光，大部分會被在所述出光面202和所述底面204之間的側(cè)面(未標(biāo)示)所反射，并主要最 終從所述出光面202射出所述導(dǎo)光板20。如果所述反射結(jié)構(gòu)208的反射面(未標(biāo)示)相對 所述出光面202的傾角選擇合適，大部分射到所述反射結(jié)構(gòu)208的光會被導(dǎo)引朝向所述出 光面202的法線方向。所以，背光模組2可以實現(xiàn)在YOZ平面內(nèi)的出射光高度準(zhǔn)直，如圖6 所示；而在X0Z平面內(nèi)，出射光為發(fā)散角較大的準(zhǔn)直光，如圖7所示。如此，S卩能夠以簡單的 結(jié)構(gòu)提高所述背光模組2的光的準(zhǔn)直性，也提高了所述背光模組的光利用率。而且，由于來 自所述發(fā)光二極管22的光在入射所述導(dǎo)光板20時，即被會聚，使得從所述出光面202射出 的光的亮度也得到了提高。 進(jìn)一步的，如果需要進(jìn)一步提高自所述出光面202射出的光的準(zhǔn)直性，可以通過 調(diào)整所述發(fā)光二極管22與所述透鏡結(jié)構(gòu)206之間的距離和對應(yīng)改變所述透鏡結(jié)構(gòu)206的 半徑來實現(xiàn)。 請參閱圖8，是本發(fā)明背光模組第二實施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖。本實施方式的 背光模組3與第一實施方式的背光模組2大致相同，其主要區(qū)別在于導(dǎo)光板30的入光面 300包括多個透鏡結(jié)構(gòu)306，所述透鏡結(jié)構(gòu)306為球透鏡結(jié)構(gòu)。本實施方式中，將第一實施 方式的背光模組2中所述入光面200處的所述柱透鏡結(jié)構(gòu)206變更為球透鏡結(jié)構(gòu)306，可 以在多個平面內(nèi)，如XOZ平面內(nèi)和YOZ平面內(nèi)，會聚來自發(fā)光二極管32的光。相對于第一 實施方式的背光模組2，本實施方式的背光模組3除了可以在YOZ平面內(nèi)提高自導(dǎo)光板300 的出光面302射出的光的準(zhǔn)直性和亮度，還可以進(jìn)一步在XOZ平面內(nèi)提高自導(dǎo)光板30的出 光面302射出的光的準(zhǔn)直性和亮度，如圖9所示。 請參閱圖IO，是本發(fā)明背光模組第三實施方式的平面結(jié)構(gòu)示意圖。本實施方式的 背光模組4與第一實施方式的背光模組2大致相同，其主要區(qū)別在于導(dǎo)光板40的底面404 的反射結(jié)構(gòu)408為弧形槽結(jié)構(gòu)。本實施方式中，將第一實施方式的背光模組2中所述底面 204處的所述反射結(jié)構(gòu)208由V型槽結(jié)構(gòu)變更為弧形槽結(jié)構(gòu)，其截面呈半圓形狀，如此設(shè)計 可以使光被所述反射結(jié)構(gòu)408反射后，在XOZ平面出射的光內(nèi)具有較高的發(fā)散角，提高所述 背光模組4的視角，但卻不影響在YOZ平面內(nèi)出射的光的高度準(zhǔn)直性，如圖11所示。
以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施案例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種背光模組，其包括導(dǎo)光板和發(fā)光二極管，所述導(dǎo)光板包括入光面、出光面和底面，所述入光面相鄰所述發(fā)光二極管以將所述發(fā)光二極管所發(fā)出的光會聚導(dǎo)入所述導(dǎo)光板內(nèi)，其特征在于所述入光面包括多個透鏡結(jié)構(gòu)，每個透鏡對應(yīng)一個發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管的發(fā)光芯片設(shè)置在與其對應(yīng)的所述透鏡結(jié)構(gòu)的光軸上，所述底面包括多個用于將入光面導(dǎo)入的光反射到出光面的反射結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于所述透鏡結(jié)構(gòu)為柱透鏡結(jié)構(gòu)或球透鏡結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于所述反射結(jié)構(gòu)為V型槽，槽的延伸方向平行于所述入光面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的背光模組，其特征在于所述反射結(jié)構(gòu)為弧形槽，槽的延伸方向平行于所述入光面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的背光模組，其特征在于所述反射結(jié)構(gòu)為非連續(xù)分布，且其排列密度隨著其與所述入光面的距離的增大而增大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種背光模組。所述背光模組包括導(dǎo)光板和發(fā)光二極管，所述導(dǎo)光板包括入光面、出光面和底面，所述入光面相鄰所述發(fā)光二極管以將所述發(fā)光二極管所發(fā)出的光會聚導(dǎo)入所述導(dǎo)光板內(nèi)，所述入光面包括多個透鏡結(jié)構(gòu)，每個透鏡對應(yīng)一個發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管的發(fā)光芯片設(shè)置在與其對應(yīng)的所述透鏡結(jié)構(gòu)的光軸上，所述底面包括多個用于將入光面導(dǎo)入的光反射到出光面的反射結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的背光模組出射光準(zhǔn)直性高、光利用率高。
文檔編號F21V13/00GK101749612SQ20101030010
公開日2010年6月23日 申請日期2010年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月7日
發(fā)明者黃潔鋒 申請人:深圳超多維光電子有限公司