专利名称：背光模组及其棱镜片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种背光模组及其棱镜片，尤其涉及一种用于液晶显示的背光模组及其棱镜片。
背景技术：
请参见图l，所示为一种现有的直下式背光模组100，其包括框架ll、设置在框架ll内部 的多个光源12、依次设置在光源12上方并盖住框架11的一个扩散板13及一个棱镜片10。其中 ，扩散板13内一般含有用以扩散光线的散射粒子，用以扩散光线。棱镜片10包括一用以接收 光束的入光面IOI、与入光面101相对的出光面103以及形成于出光面103的多个长条形V型凸 起105。
使用时，由多个光源12产生的光线进入扩散板13被均匀扩散后，其继续进入棱镜片IO， 在棱镜片10的长条形V型凸起105的作用下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。
请一并参阅图2与图3，光线在经扩散板13扩散后变得均匀，但也使散射后的光线入射棱 镜片10的角度变得较为杂乱。此杂乱光线进入棱镜片10后于V型凸起105界面出射，部分出射 光线(如al、 a2)会沿靠近竖直的方向(Y轴方向)聚集，此部分出射光线可提升背光模组100的 正面出射亮度；但是，有部分出射光线(如a3、 a4)于V型凸起105界面会沿靠近水平方向(X轴 方向)出射，此部分出射光线未能得到有效利用；另外，仍有部分光线(如a5、 a6)于V型凸起 105界面发生折射后又重新进入棱镜片10，此过程光能损失较大。此外，棱镜片10的多个V型 凸起105平行排布，其对光线的聚集作用主要发生在与V型凸起105的延伸方向相垂直的平面 ;而对与V型凸起105的延伸方向相平行的平面的光线无聚集作用，使该部分光线未能有效利 用。
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、出光亮度高的背光模组及其棱 镜片。
一种棱镜片，其由一个透明本体构成，该透明本体包括第一表面及与该第一表面相对的 第二表面，该透明本体的第一表面具有多个长条状弧形凹槽，且该长条状弧形凹槽的深度沿 其长度延伸方向随机变化，该透明本体的第二表面具有多个长条状弧形凸起，且该长条状弧形凸起的高度沿其长度延伸方向随机变化。
一种背光模组，其包括光源、扩散板及棱镜片，该扩散板及棱镜片依次设于该光源的上 方，该棱镜片由一个透明本体构成，该透明本体包括第一表面及与该第一表面相对的第二表 面，该透明本体的第一表面具有多个长条状弧形凹槽，且该长条状弧形凹槽的深度沿其长度 延伸方向随机变化，该透明本体的第二表面具有多个长条状弧形凸起，且该长条状弧形凸起 的高度沿其长度延伸方向随机变化。
上述棱镜片的第一表面具有多个长条状弧形凹槽、第二表面具有多个长条状弧形凸起， 由于该第一表面上的多个长条状弧形凹槽具有变化的表面结构，第二表面的多个长条状弧形 凸起具有变化的表面结构，该长条状弧形凹槽与长条状弧形凸起相配合可使射入该棱镜片的 光线在垂直于棱镜片的方向上发生一定程度收敛，射出该棱镜片的光线在垂直于棱镜片的方 向进一步聚集。因此，可使采用该棱镜片的背光模组提高出射光亮度以及更有效的利用光线
图1是一种现有的背光模组的剖面示意图。
图2是图1所示背光模组的棱镜片的立体图。
图3是图2所示棱镜片沿III-III剖开的光线出射示意图。
图4是本发明较佳实施例一的背光模组的剖面示意图。
图5是图4所示背光模组的棱镜片的立体图。
图6是图5所示棱镜片沿VI-VI线的剖面图。
图7是图5所示棱镜片沿VII-VII线的剖面图。
图8是本发明较佳实施例二的棱镜片的剖面图。
具体实施例方式
下面将结合附图及实施例对本发明的背光模组及其棱镜片作进一步的详细说明。 请参见图4，所示为本发明较佳实施例一的背光模组200，其包括棱镜片20和依次设置于 棱镜片20—侧的扩散板23、多个光源22及用于容纳多个光源22的框架21。棱镜片20和扩散板 23盖住框架21。光源22发出的光线直接或通过框架21反射进入扩散板23，通过扩散板23扩散 后进入棱镜片20，并由棱镜片20会聚出射。
请一并参见图5至图7，棱镜片20由一个透明本体构成，该透明本体包括第一表面201及 与第一表面201相对的第二表面203。第一表面201具有多个相互平行的长条状弧形凹槽202， 且每个长条状弧形凹槽202的深度在其延伸方向上随机变化。第二表面203具有多个相互平行的长条状弧形凸起204，且每个长条状弧形凸起204的高度在其延伸方向上随机变化。本实施 例中，该长条状弧形凹槽202的深度在其延伸方向上按照波浪线变化，该长条状弧形凸起 204的高度在其延伸方向上按照波浪线变化，且该长条状弧形凹槽202的延伸方向与长条状弧 形凸起204的延伸方向相互垂直。
棱镜片20的第一表面201面向扩散板23，其上的长条状弧形凹槽202用于收敛射入棱镜片 20的光线。长条状弧形凹槽202沿垂直于其长度延伸方向的截面可为圆弧形或椭圆弧形，本 实施例中，长条状弧形凹槽202沿其深度方向的截面为圆弧形，将长条状弧形凹槽202对应圆 弧的半径记为Rl，相邻长条状弧形凹槽202的中心的间距记为Ph贝ljPh Ri满足以下关系式 0.025毫米《Pi《1.5毫米，0.01毫米《1^<3毫米。通过改变长条状弧形凹槽202的Ph &， 可使多个该长条状弧形凹槽202为连续分布或间隔分布。每一长条状弧形凹槽202的深度&的 变化范围为0.01毫米《&〈3毫米。
请再参见图4与图7，棱镜片20的第二表面203背向扩散板23，第二表面203上的长条状弧 形凸起204用于使从棱镜片20出射的光线发生聚集作用。长条状弧形凸起204可为长条状圆弧 形或长条状椭圆弧形，本实施例中，长条状弧形凸起204为长条状圆弧形，将长条状弧形凸 起204对应圆弧的半径记为R2，相邻长条状弧形凸起204的中心的间距记为P2，贝ljP2、 R2满足 以下关系式0.025毫米《P2《1.5毫米，0.01毫米《R2〈3毫米。通过改变长条状弧形凹槽 202的P2、 R2，可使多个该长条状弧形凹槽202为连续分布或间隔分布。每个长条状弧形凸起 204的高度H2的变化范围为0. 01毫米=012<3毫米。
棱镜片20的总体厚度可为0.5毫米至3毫米。棱镜片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注塑成型而成。制 备过程中需在模具上设置与长条状弧形凹槽202相应的凸起结构，以及与长条状弧形凸起 204相应的凹槽结构，以便使棱镜片20可在单次注塑过程中成型。
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，例如发光二极管与冷阴极荧光灯。
光源22发出的光线直接进入或通过框架21的反射作用进入扩散板23，在扩散板23的作用 下，光线发生均匀扩散然后进入棱镜片20。由于第一表面201上的多个长条状弧形凹槽202具 有变化的表面结构，第二表面203的多个长条状弧形凸起204具有变化的表面结构，该长条状 弧形凹槽202和长条状弧形凸起204相配合而协同作用于入射棱镜片20的光线，因此易于使使 用棱镜片20的背光模组200提高出射光亮度以及更有效的利用光线。具体在本实施例中，当光线从第一表面201进入棱镜片20时，由于第一表面存在多个长 条状弧形凹槽202，长条状弧形凹槽202逐步变化的表面结构可使得光线在垂直于棱镜片20的 方向上发生一定程度收敛。当光线从第二表面203出射时，由于第二表面203存在多个长条状 弧形凸起204，长条状弧形凸起204变化的表面结构使得出射光线向垂直于棱镜片20的方向进 一步聚集，从而可较大程度的提高背光模组200的出光亮度。与此同时，由于第一表面201在 光线进入棱镜片20时，将大部分光线收敛至靠近垂直于棱镜片20的方向，故当光线从第二表 面203出射时，与棱镜片20相平行方向出射的光线较少，从而减少再次返回棱镜片20的光线 而使更多的光线被有效利用。
进一步，由于该多个长条状弧形凸起204的高度在其延伸方向上随机变化，因此当将背 光模组200用于液晶显示装置中时，该长条状弧形凸起204的不同部位与液晶面板的距离不一 致，即该多个长条状弧形凸起204不会与液晶面板内的像素阵列相平行，所以可避免于液晶 面板上产生叠纹干涉。
另外，本发明的棱镜片20是采用注塑成型的方式一体成型，而传统的棱镜片是采用在透 明板上涂覆树脂膜形成微结构的方法成型，两者相比，棱镜片20更易实现快速量产及降低成 本；而且在使用时，棱镜片20内不存在光线界面损失，具有更高的光线利用率。此外，传统 方法在透明板上涂覆树脂膜形成微结构，由于涂覆的树脂膜与透明板结合力一般较低且树脂 膜本身难以形成高强度，因此容易导致微结构被刮伤、压损；而采用注塑成型方式成型的棱 镜片20，其上的长条状弧形凹槽202、长条状弧形凸起204和棱镜片20的其他部分一起形成， 可使长条状弧形凹槽202及长条状弧形凸起204具有较高的结构强度，同时还能提升长条状弧 形凹槽202及长条状弧形凸起204和棱镜片20其他部分的结合力，因此可避免或减少长条状弧 形凹槽202及长条状弧形凸起204在使用中被损坏的危险。
可以理解，棱镜片20的第二表面203也可用于面向扩散板23，而使第一表面201背向扩散 板23。
请参阅图8，所示为本发明较佳实施例二的棱镜片40。棱镜片40与较佳实施例一的棱镜 片20相似，其不同在于棱镜片40的第一表面401上的长条状弧形凹槽402沿垂直于其长度延 伸方向的截面为椭圆弧形。
可以理解，上述棱镜片中，长条状弧形凹槽202的延伸方向与长条状弧形凸起204的延伸 方向也可相交成一个锐角。
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。
权利要求
权利要求1一种棱镜片，其由一个透明本体构成，该透明本体包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面，该透明本体的第一表面具有多个长条状弧形凹槽，且该长条状弧形凹槽的深度沿其长度延伸方向随机变化，该透明本体的第二表面具有多个长条状弧形凸起，且该长条状弧形凸起的高度沿其长度延伸方向随机变化。
2.如权利要求l所述的棱镜片，其特征在于该长条状弧形凹槽的 深度沿其长度延伸方向按照波浪线变化，该长条状弧形凸起的高度沿其长度延伸方向按照波 浪线变化。
3.如权利要求l所述的棱镜片，其特征在于该长条状弧形凸起的 长度延伸方向与长条状弧形凹槽的长度延伸方向相互垂直。
4.如权利要求1至3项中任意一项所述的棱镜片，其特征在于该长 条状弧形凹槽沿垂直于其长度延伸方向的截面为圆弧形或椭圆弧形。
5.如权利要求l所述的棱镜片，其特征在于该长条状弧形凹槽的 深度为大于或等于0.01毫米，并小于3毫米；该长条状弧形凸起的高度为大于或等于0.01毫 米，并小于3毫米。
6.如权利要求l所述的棱镜片，其特征在于该多个长条状弧形凹 槽为连续分布或间隔分布。
7.如权利要求l所述的棱镜片，其特征在于该多个长条状弧形凸 起为连续分布或间隔分布。
8.如权利要求l所述的棱镜片，其特征在于该棱镜片由聚甲基丙 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 料注塑成型而成。
9. 一种背光模组，其包括光源、扩散板及棱镜片，该扩散板及棱镜片依次设于该光源的上方，该棱镜片由一个透明本体构成，该透明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具有多个长条状弧形凹槽，且 该长条状弧形凹槽的深度沿其长度延伸方向随机变化，该透明本体的第二表面具有多个长条 状弧形凸起，且该长条状弧形凸起的高度沿其长度延伸方向随机变化。
10.如权利要求9所述的背光模组，其特征在于该棱镜片的第一表 面面向该扩散板。
全文摘要
一种棱镜片，其由一个透明本体构成，该透明本体包括第一表面及与该第一表面相对的第二表面，该透明本体的第一表面具有多个长条状弧形凹槽，且该长条状弧形凹槽的深度沿其长度延伸方向随机变化，该透明本体的第二表面具有多个长条状弧形凸起，且该长条状弧形凸起的高度沿其长度延伸方向随机变化。本发明还提供一种采用上述棱镜片的背光模组，该背光模组具有提高光线有效利用率、出光亮度高的优点。
文档编号G02B5/04GK101452087SQ20071020289
公开日2009年6月10日 申请日期2007年12月6日 优先权日2007年12月6日
发明者章绍汉, 许东明 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