CN101619836A - 背光模组及其扩散板 - Google Patents

Abstract

一种扩散板，其包括一本体，该本体由分散有散射粒子的透明材料制成。本体包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面。本体的第一表面为平面，第二表面具有多个三棱锥凹槽，其中有四个三棱锥凹槽具有共同连接点且该四个三棱锥凹槽围成一平行四边形外形。上述扩散板具有提高光线有效利用率、出光均匀的优点。本发明还提供一采用上述扩散板的背光模组。

Description

背光模组及其扩散板

技术领域

本发明涉及一种背光模组及其扩散板，尤其涉及一种用于液晶显示的背光模组及其扩散板。

背景技术

请参见图1，所示为一种现有的直下式背光模组100，其包括框架11与设置在该框架11内部的多个光源12及设置在光源12上方的第一扩散板13。

使用时，由多个光源12产生的光线进入第一扩散板13后可被扩散。然而，在经第一扩散板13扩散后，光线从第一扩散板13的出射角度变得较为杂乱，使得其在特定视角范围内的亮度不高；并且由于光源12朝其正上方传输的光线较多，第一扩散板13还是常常难以直接将来自光源12光线扩散均匀，使得从第一扩散板13出射的光线容易产生光源残影，即出现光强强弱不同的区域。

为提高背光模组100在特定视角范围内的亮度，以及避免光源残影的产生，从而提高背光模组100出射光的均匀性，通常在扩散板13上方还设置有一第二扩散板10与一上扩散片14。如图2所示，第二扩散板10包括透明基板101及形成于透明基板101上的棱镜层103。棱镜层103上具有多个长条形V形凸起105。第二扩散板10的长条形V形凸起105可使出射光线发生一定程度的聚集，从而提高背光模组100在特定视角范围内的亮度。上扩散片14可对从扩散板10出射的光线作进一步扩散。

然而，光线在第二扩散板10与上扩散片14中传输时，部分光线会被吸收而造成光线损失；并且在第二扩散板10与上扩散片14之间有空气层，其会增加光线在传输过程中的界面数量，增加光线传输的界面损失，降低光线利用率。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种可提高光线有效利用率、出光均匀的扩散板。

一种扩散板，其包括一本体，该本体由分散有散射粒子的透明材料制成。本体包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面。本体的第一表面为平面，第二表面具有多个三棱锥凹槽，其中有四个三棱锥凹槽具有共同连接点且该四个三棱锥凹槽围成一平行四边形外形。

一种背光模组，其包括框架、光源及扩散板。光源位于该框架内，扩散板位于该光源上方。扩散板包括一本体，本体由分散有散射粒子的透明材料制成。本体包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面。本体的第一表面为平面，第二表面具有多个三棱锥凹槽，其中有四个三棱锥凹槽具有共同连接点且该四个三棱锥凹槽围成一平行四边形外形。

上述扩散板的第二表面具有特定排布的三棱锥凹槽，其有利于使射入扩散板的光线发生特定的折射、反射与衍射等光学作用，进而可使从扩散板出射的光线在一特定的视角范围聚集。与此同时，该第二表面的三棱锥凹槽结构还可与扩散板内的散射粒子协同作用而使光线发生扩散，以减弱甚至避免光源残影，提高背光模组的出光均匀性，避免了采用上扩散片而产生的界面损失，提升光线利用率。

附图说明

图1是一种现有的背光模组的剖面示意图。

图2是图1所示背光模组的扩散板的立体图。

图3是本发明较佳实施例一的扩散板的立体示意图。

图4是图3所示扩散板的沿IV-IV线的剖视图。

图5是图3所示扩散板的光强测试图。

图6是本发明较佳实施例二的扩散板的俯视图。

图7是本发明较佳实施例三的扩散板的剖视图。

图8是本发明较佳实施例四的背光模组的剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的扩散板作进一步的详细说明。

请参见图3至图4，所示为本发明较佳实施例一的扩散板20，其包括一本体，该本体由分散有散射粒子202的透明材料制成。本体包括第一表面201及与第一表面201相对的第二表面203。第一表面201为平面，第二表面203具有多个三棱锥凹槽204。其中有四个三棱锥凹槽具有共同连接点且该四个三棱锥凹槽围成一平行四边形外形。

第二表面203的多个三棱锥凹槽204之间紧密相连，其中还有四个相互连接的具有共同连接点的三棱锥凹槽204及其相互连接的侧壁形成四角星形206。多个四角星形206呈阵列排布。多个三棱锥凹槽204可由多个沿第一方向X₁延伸的V形脊结构、多个沿第二方向X₂延伸的V形脊结构、多个沿第三方向X₃延伸的V形脊结构及多个沿第四方向X₄延伸的V形脊结构交错形成，且沿第二方向X₂延伸的V形脊结构与沿第四方向X₄延伸的V形脊结构皆通过沿第一方向X₁延伸的V形脊结构与沿第三方向X₃延伸的V形脊结构之间的交点。其中该四个方向X₁、X₂、X₃及X₄相邻两方向之间的夹角为45度，该V形脊结构竖直截面顶角的取值范围可为80度至100度，同方向上相邻V形脊结构之间的中心距离可为0.025毫米至1毫米。本实施例中，四个方向X₁、X₂、X₃及X₄相邻V形脊结构之间的中心距离分别D₁、D₂、D₃与D₄， $D_1=D_3=\sqrt{2}{D}_2=\sqrt{2}{D}_4.$ 此外，需要说明的是通过调整顶角的大小，可在一定程度上调整扩散板20的增光率及出光视角。

扩散板20的总体厚度T可为0.4毫米至4毫米。扩散板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种或一种以上的材料掺杂散射粒子202后注塑成型而成。散射粒子202可为二氧化钛微粒、二氧化硅微粒和丙烯酸树脂微粒中的一种或一种以上的混合物。制备过程中需在模具上设置与三棱锥凹槽204相应的凸起结构，以便使扩散板20可在单次注塑过程中成型。可以理解，通过调整散射粒子202与构成透明本体的材料之间的比例可以调节扩散板20的透过率，但将扩散板20的透光率控制在80％以上为较佳选择。

使用时，可让第一表面201靠近光源作为入光面而第二表面203远离光源作为出光面。由于扩散板20本体内具有散射粒子202，且扩散板20的第二表面203具有特定排布的三棱锥凹槽204的倾斜表面结构，射入扩散板20的光线可发生特定的折射、散射、反射与衍射等光学作用，从而可使从扩散板20出射的光线发生特定的扩散，以减弱甚至避免光源残影，提高背光模组的出光均匀性，进而避免采用上扩散片而产生的界面损失，提升光线利用率。

为进一步验证扩散板20可对入射其中的光线起特定的扩散作用，特别以一个发光二极管作为光源进行测试，其结果如图5所示。可以看到，由一个发光二极管发出的光线经扩散板20后被扩散成多个虚拟点光源。由此可见，扩散板20具有较强的扩散效果。此外，扩散板20的透光率约为90％。

此外，由于扩散板20第二表面203的三棱锥凹槽204由多个分别沿四个方向X₁、X₂、X₃及X₄的V形脊结构所形成，因此，从第二表面203出射的光线可在四个分别与X₁、X₂、X₃及X₄方向相垂直的的平面上使光线聚集，从而充分利用各个方向的光线以提高背光模组的正面出射光亮度。进一步，扩散板20是采用注塑成型的方式一体成型，因此其上三棱锥凹槽204和扩散板20的其他部分一起形成，可使得三棱锥凹槽204具有较高的结构强度，同时还能提升三棱锥凹槽204和扩散板20其他部分的结合力，因此可避免或减少三棱锥凹槽204在使用中被损坏。

请参阅图6，所示为本发明较佳实施例二的扩散板30。扩散板30与实施例一的扩散板20相似，第二表面303具有多个三棱锥凹槽304。其中有四个三棱锥凹槽304具有共同连接点的且该四个三棱锥凹槽304围成一矩形外形，并且还有四个相互连接的三棱锥凹槽304及其相互连接的侧壁形成四角星形306。第二表面303上的三棱锥凹槽304与四棱锥形凹槽308可由多个沿第一方向X₁延伸的V形脊结构、多个沿第二方向X₂延伸的V形脊结构、多个沿第三方向X₃延伸的V形脊结构及多个沿第四方向X₄延伸的V形脊结构交错形成。其中四个方向X₁、X₂、X₃及X₄相邻两方向之间的夹角为45度。其不同在于：四个四角星形206的中间是一个四棱锥形凹槽308。也就是说，沿第二方向X₂延伸的V形脊结构与沿第四方向X₄延伸的V形脊结构周期性的间隔通过沿第一方向X₁延伸的V形脊结构与沿第三方向X₃延伸的V形脊结构之间的交点。四个方向X₁、X₂、X₃及X4上的相邻V形脊结构之间的中心距离满足以下关系式：

$\sqrt{2}{D}_1=\sqrt{2}{D}_3=D_2=D_4.$

请参阅图7，所示为本发明较佳实施例三的扩散板40。扩散板40与实施例一的扩散板20相似，其包括一本体，该本体由分散有散射粒子402的透明材料制成。本体第一表面401为平面，第二表面403具有多个三棱锥凹槽404。其不同在于：交错围成三棱锥凹槽404的V形脊结构的顶部被平面化。V形脊结构的顶部被平面化容易避免在注塑成型过程中，V形脊结构的顶部被损坏。

请参阅图8，所示为本发明较佳实施例的背光模组202。其包括扩散板20、框架21及光源22，光源22位于框架21内，扩散板20设置于光源22上方。

框架21可由具有高反射率的金属或塑料制成，或涂布有高反射率涂层的金属或塑料制成。

光源22可为线光源或点光源，例如冷阴极荧光灯与发光二极管。为获得较强照射光，本实施例的光源22采用多个密集排列的发光二极管，然而由于发光二极管具有较高的亮度及出光强度，其光源残影及出光亮度不均匀的问题更为突出。而本发明的扩散板20的三棱锥凹槽204与散射粒子202协同作用，使射入扩散板20的光线可发生特定的折射、散射、反射与衍射等光学作用，从而可使从扩散板20出射的光线发生特定的扩散，形成一柔和的均匀面光源，可以减弱甚至避免光源残影，提高背光模组的出光均匀性。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种扩散板，其包括一本体，该本体由分散有散射粒子的透明材料制成，该本体包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面，其特征在于：该透明本体的第一表面为平面，该第二表面具有多个三棱锥凹槽，其中有四个三棱锥凹槽具有共同连接点且该四个三棱锥凹槽围成一平行四边形外形。

2.如权利要求1所述的扩散板，其特征在于：该多个三棱锥凹槽由多个沿第一方向延伸的V形脊结构、多个沿第二方向延伸的V形脊结构、多个沿第三方向延伸的V形脊结构及多个沿第四方向延伸的V形脊结构交错形成，且其中两个方向延伸的V形脊结构通过沿另外两个方向延伸的V形脊结构之间的交点。

3.如权利要求2所述的扩散板，其特征在于：该第一方向、第二方向、第三方向及第四方向相邻两方向之间的夹角为45度。

4.如权利要求2所述的扩散板，其特征在于：该V形脊结构竖直截面顶角的取值范围为80度至100度。

5.如权利要求2所述的扩散板，其特征在于：至少部分V形脊结构的顶部被平面化。

6.如权利要求1所述的扩散板，其特征在于：该多个三棱锥凹槽由多个沿第一方向延伸的V形脊结构、多个沿第二方向延伸的V形脊结构、多个沿第三方向延伸的V形脊结构及多个沿第四方向延伸的V形脊结构交错形成，且其中两个方向延伸的V形脊结构周期间隔通过沿另外两个方向延伸的V形脊结构之间的交点。

7.如权利要求1所述的扩散板，其特征在于：该本体的透明材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或一种以上的混合物。

8.如权利要求1所述的扩散板，其特征在于：该散射粒子为二氧化钛微粒、二氧化硅微粒和丙烯酸树脂微粒中的一种或其组合。

9.一种背光模组，其包括框架、光源及扩散板，该光源位于该框架内，该扩散板设置于该光源上方，该扩散板包括一本体，该本体由分散有散射粒子的透明材料制成，该本体包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面，其特征在于：该透明本体的第一表面为平面，该第二表面具有多个三棱锥凹槽，其中有四个三棱锥凹槽具有共同连接点且该四个三棱锥凹槽围成一平行四边形外形。

10.如权利要求9所述的背光模组，其特征在于：该光源为多个密集排列的发光二极管。

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