专利名称：一种增光片的制作方法
技术领域：
本实用新型属于液晶领域，尤其涉及液晶显示器的背光模组所应用到的增光片。
背景技术：
液晶显示屏被广泛应用于个人数字助理、笔记型电脑、数字相机、移动电话、液晶 电视等电子产品中，由于液晶显示屏本身不发光，要借助背光模组才能产生显示功能。背光模组一般是由发光源、导光板、下扩散板、下增光片、上增光片、上扩散板和遮 光黑白胶等组成，请参阅图1，现有技术中的背光模组的结构剖面示意图，该背光模块10包 括反射板11、导光板12，在导光板12的侧面包括背光光源13，在导光板12上方依次包括下 扩散板141’、下增光片151’、上增光片152’及上扩散板142’。其中，扩散板14内一般含有 甲基丙烯酸甲酯微粒，该甲基丙烯酸甲酯微粒作为扩射粒子用于使光线发生扩散，增光片 具有“V”形微棱镜结构，用于提高背光模组特定视角范围内的亮度。使用时，由侧光光源13 产生的光线通过导光板12进入下扩散板141’被均勻扩散后，其继续进入下增光片151’、上 增光片152’，由增光片射出的出射光发生一定程度上的聚集作用，从而提高背光模组在特 定视角范围内的亮度。请参阅图2，为现有技术中的增光片的结构示意图，增光片15’是由数个纵向平行 排列的三角形的棱镜柱153’及基材154’所组成。棱镜柱153’结合于基材154’的一侧边， 每一棱镜柱153’的高度、宽度相同，且棱镜柱153’的棱线高度不变，走向为直线棱线两侧 的斜面相对称。请参阅图3，是现有技术中的增光片的光强分布示意图以及增光片的光路图，增光 片中的光线可分为四个区域a区域能透过增光片，且方向有所抬升，达到了增光效果；b区域会产生全反射，因此光不能透过增光片，而又被折射回来重复利用；c区域光经过相邻的棱镜结构被折射向导光板并被重复利用，整体达到增光的 目的；d区域大角度的光，光的方向不能被抬升，故基本上这部分光被损耗掉了 ；由图3可以看出，a、b、c区域的光能够被增光片15’合理利用，使得该已知结构的 增光片对光有一定的汇聚作用，有效控制了光的消耗，但d区域的大角度光无法被有效利 用，且其占了入射光光强5%左右的比例，由此造成了光利用率一定程度上的下降。另外，现有技术的背光模组大多是采用黑白胶来封装，黑白胶的一个主要作用就 是用来限定背光模组的发光面积使之与其对应的LCD模组所需的发光面积匹配，在该发光 面积之外的光只有小部分会被白胶反射回去，而大部分则会被黑胶所吸收，从而在一定程 度上也造成了光损失。
实用新型内容本实用新型为解决现有技术中需要在背光模组的四周设置黑白胶以设定发光面积，以致造成光损失的技术问题，提供一种能够调节背光模组发光面积，且能减少光损失的 增光片。本实用新型的技术方案为一种增光片，所述增光片由处于同一平面上呈阵列排列的复数个菲涅尔透镜一体 形成，其具有入光面以及出光面，且在所述入光面上具有与所述菲涅尔透镜相对应的弧形 凹槽。进一步的，所述菲涅尔透镜具有若干个同心布置的环形齿状结构，以及被所述环 形齿状结构环绕的凸透镜结构。进一步的，所述菲涅尔透镜具有两个同心布置的环形齿状结构。进一步的，所述弧形凹槽与所述菲涅尔透镜在竖直方向上具有相同的轴心线。进一步的，所述弧形凹槽的顶部不超过所述凸透镜结构的顶部。进一步的，在所述入光面上还具有基材，且在所述基材上开有复数个与所述弧形 凹槽相对应的通孔。更进一步的，所述菲涅尔透镜的折射率为1. 5 1. 65，透光率大于90%。本实用新型提供的该增光片，由于本实用新型提供的增光片由处于同一平面上呈 阵列排列的复数个菲涅尔透镜一体形成，其具有出光面以及入光面，且将所述菲涅尔透镜 的入光面设置有呈阵列排列的复数个弧形凹槽结构。在设计时通过设定所述菲涅尔透镜及 其入光面的弧形凹槽结构的一些特征参数，可以实现对所述菲涅尔透镜焦点位置的调节， 使得入射光得到良好聚集，且可控制光线汇聚的角度范围，进而可以有效的控制背光模组 的发光面积，提高光的利用率，避免了由于现有技术中需要采用在背光模组的四周设置黑 白胶以遮挡光线以实现特定发光面积而造成的光损失。
图1是现有技术中的背光模组的结构剖面示意图；图2是现有技术中的增光片的结构示意图；图3是现有技术中的增光片的光强分布示意图；图4是本实用新型提供的增光片一种实施例的结构示意图；图5是图4中A区域的放大结构示意图；图6是本实用新型提供的增光片另一种实施例的结构示意图；图7是本实用新型提供的增光片一种实施例的应用示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下 结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施 例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型提供的增光片15，针对现有的增光片15’无法有效控制其出光面发光 面积的大小导致背光模块使用黑白胶遮挡多余的发光面而造成光损耗的问题，旨在通过用 菲涅尔透镜替代增光片15’出光面的三棱镜，从而使增光片15能有效控制背光模组的发光 面积尽量与其对应的LCD模组所需要的发光面积相一致，进而达到提高光利用率并减少光
4损耗的目的。如图4所示，本实用新型提供一种增光片15，所述增光片15由处于同一平面上呈 阵列排列的复数个菲涅尔透镜16 —体形成，其具有入光面153以及出光面152，且在所述入 光面153上具有与所述菲涅尔透镜16相对应的弧形凹槽161。本实用新型提供的增光片15，由处于同一平面上呈阵列排列的复数个菲涅尔透镜 16—体形成，其入光面153用以接收由下扩散板141发射出来的均勻的光线，光线从入光面 153射入该增光片15，然后从出光面152发射出来，在复数个呈阵列排布的菲涅尔透镜16 的作用下使光线产生有效汇聚，以致最后形成复数个呈阵列排布的聚光焦点，这些聚光焦 点通过上扩散板142的作用最终使得背光模组的出光均勻，且能通过控制增光片15表面菲 涅尔透镜16的聚光焦点的位置，使得背光模组最终的出光面152面积与其所对应的LCD模 组所需的发光面积尽量一致，且能够一定程度上提高背光模组特定范围内出射光的强度， 增强聚光效果。所述菲涅尔透镜16具有若干个同心布置的环形齿状结构162，以及被所述环形齿 状结构162环绕的凸透镜结构163。其最靠近该菲涅尔透镜16圆心的环形齿状结构162为 环绕该凸透镜结构163而形成。在本实用新型提供的一个实施例中，所述菲涅尔透镜16具 有两个同心布置的环形齿状结构162。参照图5所示，单个菲涅尔透镜16包括中间小块的 凸透镜结构163及两个环形齿状结构162两部分，由于每个环形齿状结构162仍然具有平 凸透镜的球面和平面，因此对光具有汇聚作用。与常用的玻璃透镜相比，菲涅尔透镜16增大了其对光源的包容角，使得更大立体 角发出的光线能够顺利通过该菲涅尔透镜16并包容在设计所要求的投射光束角内，其相 对于现有的平透镜具有更强的聚光效果。另外，菲涅尔透镜16还具有重量轻、材料来源广、 成本低、制作方便以及口径大等特点。根据增光片15对聚光效果以及对需要充分利用大角 度光的要求，常用的平透镜由于厚度过大，且用料较多，不适合做增光片15出光面152的结 构，而菲涅尔透镜16除保持了一般透镜的功能外，还增大了对入射光线的包容角，使得更 多的入射光能够进入增光片15。利用呈阵列排列的菲涅尔透镜16作为增光片15的出光面 152，使所形成的增光片15比现有的增光片15’具有更好的聚光效果。并且，在实际设计过 程中，可以通过对菲涅尔透镜16的材料折射率、透光率、透明度等特征参数进行设置，在光 学设计软件中模拟出产品的最佳聚光效果，以得到该菲涅尔透镜16的具体特征参数，并通 过设定背光源与该增光片15之间的距离、所需要得到的背光模组的发光面积，以及背光模 组的发光面距该增光片15的距离，得到单个菲涅尔透镜16环形齿状结构162与凸透镜结 构163的曲率半径以及阵列排布的菲涅尔透镜16的数目，进而使得制作出来的增光片15 具有良好的聚光功能且能有效的控制发光面的面积大小，实现了对背光模组最终发光面积 的控制，相对于现有技术中采用在背光模组的四周贴覆黑白胶以遮挡光线实现特定发光面 积的技术方案，其一定程度上能够减少光损耗，提高光的利用率。同时，还可通过调节单个 菲涅尔透镜16出光面152的环形齿状结构162的数目以及相邻两个环形齿状结构162之 间的间距来控制聚光效果，对于这些内容本技术领域的技术人员可参考相关光学透镜的书 籍，这里不做过多赘述。在本实用新型中，在所述增光片15入光面153上设置有与呈阵列排列的复数个菲 涅尔透镜16相对应的复数个弧形凹槽161，即在单个初始为平底的菲涅尔透镜(图中未示出)的入光面153上，挖掉了一个凸透镜的结构，从而在单个菲涅尔透镜16的入光面153 上形成弧形凹槽161的结构，对呈阵列排列的复数个菲涅尔透镜16分别实行该操作，进而 在该增光片15的入光面153上形成与所述菲涅尔透镜16 —一对应的呈阵列排列的弧形凹 槽 161。在本实用新型中，所述弧形凹槽161与所述菲涅尔透镜16在竖直方向上具有相同 的轴心线。换言之，所述弧形凹槽161与所述菲涅尔透镜16的凸透镜结构163在竖直方向 上具有相同的轴心线，且所述菲涅尔透镜16上的环形齿状结构162也具有与该弧形凹槽 161同样的轴心线。且所述弧形凹槽161的顶部1610不超过所述凸透镜结构163的顶部1631。或者， 也可以理解为，在本实用新型中，所述凸透镜结构163的曲率半径与设置于入光面153上弧 形凹槽161的曲率半径不同。依照本实用新型提供的一个实施例，所述菲涅尔透镜16的折 射率介于1. 5 1. 65之间，透光率为90%以上，且具有较高的透明度。具有弧形凹槽161 的增光片15，其对入射光线的调节幅度更大，从而能够更大限度的利用大角度光，提高了对 入射光的利用率，而且光源光线对弧度的入射角变小，减少了光线反射能的损失，进一步提 高了光利用率，是背光模组的最终发光面达到最佳状态。另外该结构还可以有效的改善非 平行光线汇聚时的产生的球差问题，使得画面显示更优。如图7所示，在进行背光模组的组装时，由于本实用新型提供的增光片15具的入 光面153上具有内凹的弧形凹槽161，所以与下扩散板141的接触不会过于紧密，从而有效 防止了由于背光模组中各层过于紧密接触而造成的干涉纹、牛顿环等光学问题，进而一定 程度上可以提高背光模组组装的良率。将增光片15组装到背光模组中时，可以只需要一片 增光片15即可达到对背光源光线的在各个角度上的汇聚，也可以根据实际的需要增加增 光片15应用于背光模组中的数量，从而使得从下层增光片15射出的光线再次通过上层增 光片15得到有效的汇聚，最后再通过上扩散板142使得出射光均勻，可以进一步提高背光 模组最终发光面的特定角度范围内的亮度。另外，本实用新型提供的增光片15，在生产制造的过程之中，本技术领域的技术人 员不难想到，还能够使得呈阵列排列的复数个菲涅尔透镜16 —体成型，从而与现有技术的 增光片15’相比，可以省去基材的部分，可以一定程度上降低生产的成本。同样地，按照本 实用新型提供的另一种实施例，如图6所示，在所述增光片15的入光面153上还具有基材 154，且在所述基材154上开有复数个与所述弧形凹槽161相对应的通孔1541。所述基材 154的材料也可是现有棱镜增光膜的基材材料，常用的是PET，所述通孔1541的直径与所述 弧形凹槽161在入光面153上的直径或单个菲涅尔透镜16的直径相同，这里对之不做过多 赘述。由于本实用新型提供的增光片15是由处于同一平面上呈阵列排列的复数个菲涅 尔透镜16 —体形成，其具有出光面152以及入光面153，且将所述单个菲涅尔透镜16的入 光面153制作成弧形凹槽结构161。从而通过设定所述菲涅尔透镜16及其入光面153的弧 形凹槽结构161的特征参数值，可以实现对所述菲涅尔透镜16焦点位置的调节以及入射光 的良好聚集，进而可以良好的控制背光模组的发光面积，提高光的利用率，避免了由于现有 技术中需要采用在背光模组的四周设置黑白胶以遮挡光线以实现特定发光面积而造成的 光损失。[0041] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求一种增光片，其特征在于，所述增光片由处于同一平面上呈阵列排列的复数个菲涅尔透镜一体形成，其具有入光面以及出光面，且在所述入光面上具有与所述菲涅尔透镜相对应的弧形凹槽。
2.如权利要求1所述的增光片，其特征在于，所述菲涅尔透镜具有若干个同心布置的 环形齿状结构，以及被所述环形齿状结构环绕的凸透镜结构。
3.如权利要求2所述的增光片，其特征在于，所述菲涅尔透镜具有两个同心布置的环 形齿状结构。
4.如权利要求3所述的增光片，其特征在于，所述弧形凹槽与所述菲涅尔透镜在竖直 方向上具有相同的轴心线。
5.如权利要求4所述的增光片，其特征在于，所述弧形凹槽的顶部不超过所述凸透镜 结构的顶部。
6.如权利要求5所述的增光片，其特征在于，在所述入光面上还具有基材，且在所述基 材上开有复数个与所述弧形凹槽相对应的通孔。
7.如权利要求1至6任一所述的增光片，其特征在于，所述菲涅尔透镜的折射率为 1.5 1.65，透光率大于90%。
专利摘要一种增光片，所述增光片由处于同一平面上呈阵列排列的复数个菲涅尔透镜一体形成，其具有入光面以及出光面，且在所述入光面上具有与所述菲涅尔透镜相对应的弧形凹槽。本实用新型提供的该增光片，通过调节所述菲涅尔透镜以及设置在入光面上与所述菲涅尔透镜相对应的弧形凹槽的特征参数，可以实现所述菲涅尔透镜对入射光的良好聚集并可控制光聚集的角度范围，进而可以良好的控制背光模组的发光面积，提高光的利用率，避免了由于现有技术中需要采用在背光模组的四周设置黑白胶以遮挡光线以实现特定发光面积而造成的光损失。
文档编号G02F1/13357GK201562056SQ200920260888
公开日2010年8月25日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者杨萍 申请人:比亚迪股份有限公司