专利名称：导光板及背光模组的制作方法
技术领域：
本发明关于一种导光板及背光模组，特别关于一种可以提升光能利用率的导光板及背光模组。
背景技术：
液晶显示模组为一种非自发光显示装置，其显示主要藉由控制外部光源所发出光束的通过或者不通过来实现，因此通常需要相应的背光或者前光模组，该背光或者前光模组可将外部光源所发出的光束导向显示面板，实现显示功能。
导光板是背光模组中一重要组件，如图1所示，导光板105与光源101、反射片103、扩散片107及棱镜片109相结合组成背光模组，为本身并不发光的液晶显示面板提供照明。导光板105主要包括入光面、出光面、底面及侧面，其作用是引导点光源或线光源发出的光从出光面射出，同时改善照明辉度及均匀度。光源发出光线经导光板的入光面进入导光板以及光线经出光面由导光板出射过程中，由于界面的菲涅尔反射，使得一部分光被反射，从而增加能量损耗，降低光能利用率。
一种现有技术导光板可参阅2003年11月19日公告的中国大陆专利第02249983号，如图2所示，该导光板2包括基体20，该基体20进一步包括一入光面21、一与入光面21相邻的出光面22、一与出光面22相对的底面23及其它侧面24、25及26。其中，入光面21与出光面22设置有消反射膜(图未示)，底面23与其它侧面24、25及26设置有反射膜(图未示)。光源所发出光经导光板2的入光面21进入导光板2内，其一部分光经出光面22直接射出，一部分光经底面23及侧面24、25及26多次反射亦经出光面22射出，由于入光面21及出光面22设置消反射膜，可以使绝大部分光经过该接口时不发生反射，从而提高光能利用率。该消反射膜多为沉积在入光面21及出光面22的具有特定折射率、特定厚度的一层或多层介质层所组成，其沉积方式可以是物理气相沉积，如热蒸镀、电浆溅镀法及离子束溅镀法；也可以采用化学气相沉积及其它薄膜生长方法。由于该介质层各层间及介质层与其所附着物体间膨胀系数、贴合能力及导热能力不同，因而高温条件下，该消反射膜的消反射性能下降，而且，沉积过程控制困难，难以形成理想厚度、均匀介质层，也影响消反射膜的性能。另外，消反射膜是利用多光束干涉原理，无法在宽光谱范围内实现消反射。
发明内容为了克服现有技术中导光板光能利用率低、不能适用于较宽光谱范围的问题，本发明提供一种可提高光能利用率并且适用于较宽光谱范围的导光板。
本发明的导光板包括至少一入光面、一与该入光面相交的出光面以及一与该出光面相对的底面，该入光面为柱面透镜结构并且具有亚波长消反射光栅。
本发明的另一目的在于提供一种采用上述导光板的背光模组。
本发明的背光模组包括一导光板，该导光板包括至少一入光面、一与该入光面相交的出光面及一与该出光面相对的底面；至少一与该导光板入光面相对设置的光源，该入光面为柱面透镜结构并且具有亚波长消反射光栅。
本发明的亚波长消反射光栅可为一维、二维光栅，其形状可为单台或多台立方体、柱状、金字塔形、锥形。
相较于现有技术，本发明的有益效果在于本发明的导光板利用亚波长消反射光栅取代先前技术的消反射膜，可在较宽光谱范围及恶劣条件下消除入光面的反射，提升背光模组的光能利用率，而且，导光板的入光面为柱面透镜，将光源设置在透镜的焦点处，配合入光面的亚波长消反射光栅，可将光源发出的光线扩散角度增大，进而在宽光谱范围内实现消反射，可消除由于使用光源产生的暗带现象。
图1是现有技术背光模组的平面示意图。
图2是现有技术导光板的立体示意图。
图3是本发明导光板的立体示意图。
图4是本发明导光板的平面示意图。
图5是本发明导光板的正视图。
图6是本发明背光模组的示意图。
具体实施方式
请一同参阅图3、图4与图5，分别是本发明导光板的立体图、俯视图及正视图。导光板30包括一入光面305、一与入光面305相交的出光面301、一底面303及三侧面307、309、311。光源发出光经入光面305进入导光板30，其一部分光直接由出光面301出射，一部分光经设置在底面303附近的反射板(图未示)多次反射，也经出光面301出射。该入光面305为柱面透镜结构，其表面设置复数亚波长消反射光栅302，该亚波长消反射光栅302设计为V形槽状。
光线经亚波长消反射光栅302产生绕射，形成前向绕射(透射)波及后向绕射(反射)波，由于亚波长消反射光栅302的周期小于照射波长，光栅仅传输零级绕射光，可以利用等效介质理论及严格耦合波理论，通过控制光栅周期、深度及形状使得后向绕射波为零。入射光线经入光面305以极低损耗进入导光板30。该亚波长消反射光栅302与导光板30为一体结构，因而不受环境影响。同时由于光栅的绕射特点具有一定扩散功效，入射面305的亚波长消反射光栅结构302可消除由于光源所产生的暗带。
该亚波长消反射光栅302可以通过以下方法得到利用电子束或激光对模仁进行直加工，在导光板模具的模仁上形成所需亚波长消反射光栅结构，通过射出成型与导光板一同压出。该方法制作成本低、生产周期短，可用于大规模生产。
该亚波长消反射光栅302也可以采用电子束平板印刷制得，在产品(导光板)的入光面溅镀电子敏感阻膜，利用精度为纳米量级的电子束对阻膜进行曝光，于阻膜上形成所需的光栅结构，通过蚀刻、离子交换方法于入光面形成所需亚波长消反射光栅结构。
本发明导光板的亚波长消反射光栅可以是一维或二维光栅，其形状还可为柱状、锥形等其它几何形状。该透镜结构也可以是菲涅尔透镜(Fresnel Lens)。
下文将叙述采用本发明导光板的背光模组。
请参阅图6，是本发明背光模组的分解示意图，该背光模组70包括一光源701、一导光板702、一反射片703、一扩散片704及一棱镜片705，导光板702的入光面设置有亚波长消反射光栅706，并且入光面为柱面透镜结构，光源701设置在导光板702光面一侧，位于该柱面透镜结构的焦点处。光源701发出光经入光面进入导光板702，其一部分光直接经出光面射出，一部分光经反射片703多次反射亦经出光面射出，导光板702的出射光经扩散片704及棱镜片705对液晶面板(图未示)实现均匀照明。由于导光板702的入光面设置有亚波长消反射光栅706，可减少介质分接口处的光反射，从而提高光能利用率。
权利要求
1.一种导光板，其包括至少一入光面、一出光面及一底面，该入光面用以接收光线，该出光面与该入光面相交，该一底面与该出光面相对，其特征在于该入光面为柱面透镜结构且具有亚波长消反射光栅。
2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于该入光面的亚波长消反射光栅为一维光栅结构。
3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于该入光面的亚波长消反射光栅为二维光栅结构。
4.根据权利要求2或3项所述的导光板，其特征在于该入光面的亚波长消反射光栅为V形槽状光栅结构。
5.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于该透镜结构为菲涅尔透镜结构。
6.一种背光模组，其包括一导光板及至少一光源；该导光板包括至少一入光面、一出光面及一底面，该入光面用以接收光线，该出光面与该入光面相交，该一底面与该出光面相对；该光源与该导光板的入光面相对设置；其特征在于该入光面为柱面透镜结构且具有亚波长消反射光栅。
7.根据权利要求6所述的背光模组，其特征在于该光源设置于导光板入光面透镜的焦点处。
8.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于该入光面的亚波长消反射光栅为一维光栅结构。
9.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于该入光面的亚波长消反射光栅为二维光栅结构。
10.根据权利要求8或9项所述的背光模组，其特征在于该入光面的亚波长消反射光栅为V形槽状光栅结构。
11.根据权利要求6所述的背光模组，其特征在于该透镜结构为非涅尔透镜结构。
全文摘要
本发明是关于一种导光板及背光模组，该导光板包括至少一入光面、一与该入光面相交的出光面以及一与该出光面相对的底面，该入光面为柱面透镜结构并且具有亚波长消反射光栅(sub－wavelength Reflective grating)。该光栅结构用于提升入光效率，并可以消除由于使用光源产生的暗带现象。该导光板可为液晶模组提供高效、高均匀度照明。
文档编号G02B5/02GK1797107SQ20041009196
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月30日 优先权日2004年12月30日
发明者余泰成 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司