背光组件的制作方法

专利名称：背光组件的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及一种背光组件，尤其涉及一种在液晶显示器中使 用的直下型背光组件。
背景技术：
液晶显示器由于其诸如小型化、外形薄和低功率消耗的优点而被用在笔记 本式个人计算机、办公自动设备、音频/视频设备等中。
液晶显示器包括液晶显示器组件和背光组件。根据光源的位置可以将背光 组件分成侧光型(edgetype)背光组件和直下型背光组件两类。
在侧光型背光组件中，光源置于导光板侧边(edge)的附近。虽然光源所 产生的光在导光板内部反复地反射，但是该光会通过该导光板的主表面而射出 到液晶显示器组件。
在直下型背光组件中，多个光源平行地置于液晶显示器组件之下，反射板 置于这些光源之下，漫射板置于这些光源上。光源所产生的光通过该漫射板而 射出到液晶显示器组件。
由于直下型背光组件中光源的数量与侧光型背光组件中光源的数量相比 有所增加，因此直下型背光组件能够获得高亮度的像。
但是在直下型背光组件中，由于这些光源彼此等间距地平行设置，因此恰 好位于这些光源之上的像的亮度很高，但是位于光源之间的间隔上的像的亮度 很低。因此，直下型背光组件中会周期性地出现亮度不均匀，这样就会在液晶 显示器组件的显示屏上出现不均匀的显示。
在相关现有技术的直下型背光组件中，空气隙形成得很厚，以解决不均匀的问题。但是，厚的空气隙会引起直下型背光组件的光学薄板(optical sheets) 的组合的自由度减小。
换句话说，如果形成很厚的空气隙，那么由于漫射薄板和棱镜薄板不具有 自承重能力，因此必须将漫射板置于最接近光源的光学薄板的最下面的部分。 解决亮度不均匀的另一种方法是减小光源之间的距离。但是，由于该方法致使 光的数量增多，因此制造成本和功率消耗增大并且制造该背光组件的过程变得 复杂。

发明内容
本发明的实施方式提供了一种能够获得均匀亮度并实现外形薄的背光组件。
本发明典型的实施方式的额外的特征和优点将在随后的描述中进行阐述， 并且在某种程度上从该描述中显而易见，或者可以通过实施本发明的典型的实 施方式而获悉。本发明典型的实施方式的目的和其他优点将通过在书面的描述 及其权利要求以及附图中特别指出的结构而实现和获得。
在一个方面，背光组件包括产生光的光源，置于该光源之下从而将光反射 的反射板，以及包括入射面和出射面的棱镜板，该棱镜板置于该光源上从而使 来自该光源的直射光和来自该反射板的反射光通过该入射面而直接入射在该 棱镜板上，其中将使该直射光和该反射光发生散射的光散射单元置于该棱镜板 的入射面上，并且将棱镜图案置于该棱镜板的出射面上，该棱镜图案用于改变 通过该入射面入射的光的行进路径。
该光源包括线形光源，棱镜图案在该线形光源的纵向方向上延伸以具有锯 齿状的截面或梯形截面。
这些线形光源设置为彼此相隔20mm到40mm的距离，棱镜板设置为使反 射板和棱镜板的入射面之间的距离为5mm到15mm。
棱镜图案的底部在该棱镜图案的宽度方向上的长度是10^im到50(Hiin，棱 镜图案的底部和顶点之间的高度是底部长度的0.2到0.8倍，棱镜图案的底部和 侧部之间的角是35°到45°，顶点的曲率是20pm到200nm。
光源包括点光源。棱镜图案具有锯齿状截面、梯形截面或棱锥形。
棱镜板进一步包括在该棱镜图案之下的底部。该底部是由从聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、MS (苯乙烯-甲基丙烯酸酯)树脂、聚苯乙烯、聚乙烯或其 组合物中选出的任一种而形成的。
底部和棱镜图案由相同的材料形成。该底部和该棱镜图案利用注射模塑 去 或挤出模塑法形成。另一方面，利用注射模塑法或挤出模塑法形成底部，然后 利用热压法形成棱镜图案。
底部包括诸如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、MS树脂和聚苯乙烯之类的
有机珠或者诸如硅石和二氧化硅之类的无机珠。
底部和棱镜图案由不同的材料形成。通过在底部上堆叠uv固化材料、丙
烯酸类单体或粘合剂然后在该堆叠结构上进行UV固化过程来形成该棱镜图 案。
底部包括诸如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、MS树脂和聚苯乙烯的之类 有机珠或者诸如硅石和二氧化硅之类的无机珠。
底部具有由从聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、MS树脂、聚苯乙烯、聚乙 烯或其组合物中选出的2种或多种不同材料而形成的多层结构，该多层结构具 有由不同材料形成的2个或多个层。利用共挤出法通过挤出2种或多种不同的材 料来形成底部。
形成底部的至少一个层包括诸如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、MS树脂 和聚苯乙烯之类的有机珠或者诸如硅石和二氧化硅之类的无机珠。 可以在棱镜板上设置光学薄膜的各种组合，所述光学薄膜例如漫射薄板、棱镜 薄板和高亮度棱镜薄板。
在具有上述构造的直下型背光组件中，由于将该棱镜板置于最接近光源的 位置，因此能够有效地抑制亮度不均匀同时使该直下型背光组件的厚度大大减 小。
此外，由于在棱镜板的入射面上形成光散射单元，因此能够提高由光源产 生的光的使用效率。
应当理解，前面的概述和后面的详述都是示范性的和解释性的，且意图提 供对如所要求的本发明实施例的进一步解释。


所包括的附图提供对本发明的进一步理解，附图并入说明书屮并构成该说明书的一部分，用于图解说明本发明的实施例，并且连同描述一起用来解释本 发明的原理。在附图中
图l是示意性地示出根据本发明第一实施例的背光组件的构造的橫截面视
图2是图1的背光组件中所用的棱镜板的透视图； 图3示意性地图解说明了图2中所示的棱镜板的操作；
图4是显示出根据图2中所示棱镜板的棱镜图案的底部长度在棱镜图案的
宽度方向上的变化而对亮度进行测量所得到的结果的实验数据；
图5是显示出根据图2中所示棱镜板的棱镜图案的底部和顶点之间的高度
变化而对亮度进行测量所得到的结果的实验数据；
图6是显示出根据图2中所示棱镜板的棱镜图案的底部和侧部之间的角变
化以及顶点的曲率R的变化而对亮度进行测量所得到的结果的实验数据；
图7是显示出根据图2中所示棱镜板的棱镜图案的顶点的曲率变化而对亮
度进行测量所得到的结果的实验数据；
图8是示意性地示出根据本发明第二实施例的背光组件的构造的横截面视
图9是根据本发明第三实施例的背光组件中所用的棱镜板的透视图； 图10是示意性地示出根据本发明第四实施例的背光组件的构造的横截面 视图；以及
图11是图10的背光组件中所用的棱镜板的透视图。
具体实施例方式
现在参考附图详细地描述本发明的实施例，附图中图解说明了本发明的例子。
在附图中，为了清楚起见夸大了层和区域的厚度。在整个说明书中，相同 的附图标记用于表示相同的元件。还应当理解，当将一层称为在另-一层或衬底 "上"时，这一层可能直接位于另一层或衬底上，或者也可能在其间存在插入层。
<第一实施例>
参考图1至6详细地描述根据本发明第- 实施例的背光组件。图l是示意性地示出根据本发明第一实施例的直下型背光组件的构造的横 截面视图，图2是在图1的直下型背光组件中所用的棱镜板的透视图。
图3示意性地图解说明了图2中所示棱镜板的操作。图4至7是根据图2中所 示棱镜板的棱镜图案的底部长度在棱镜图案的宽度方向上的变化、棱镜图案的 底部和顶点之间的高度变化、棱镜图案的底部和侧部之间的角变化以及顶点的 曲率变化而对亮度进行测量所得到的结果的实验数据。
在第一实施例中，作为例子描述了一种直下型背光组件，其包括线形光源 110，如冷阴极荧光灯(CCFL)或外部电极荧光灯(EEFL)。可以使用诸如发 光二极管(LED)之类的点光源来代替线形光源。
如图1中所示，根据本发明第一实施例的直下型背光组件包括多个平行设 置的线形光源110。这些线形光源110彼此相隔的距离Gl是20mm到40mm。在 线形光源110之下设置用于将光反射的反射板120。
借助于反射板120将棱镜板130置于线形光源110上。优选的是，将棱镜板 130设置为使反射板120和棱镜板130的入射面之间的距离G2是5mm到15mm或 者6mm至lj 1 Omm 。
如图2和3中所示，棱镜板130包括入射面和出射面，线形光源110所产生的 光在入射面上入射，该入射光从出射面射出。
形成棱镜板130的底部131可以由从聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、MS树 脂、聚苯乙烯、聚乙烯或其组合物中选出的任一种而形成。底部131可以具有 大约lmm到3mm的厚度T。
鋸齿状截面的棱镜图案133在棱镜板130的出射面上沿着线形光源110的纵 向方向延伸。锯齿状截面的棱镜图案133是沿着与所对应行的纵向方向相垂直 的方向而切开的截面的三角形投影图案。在三角形投影图案之间可以存在水平 部分。但是优选的是，这些三角形投影图案是连续形成的，以便有效地抑制亮 度不均匀。
底部131和棱镜图案133可以由相同的材料或不同的材料来形成。 如果底部131和棱镜图案133由相同的材料来形成，那么利用注射模塑法或
挤出模塑法同时形成底部131和棱镜图案133。否则，利用注射模塑法或济出模
塑法形成底部131，然后利用热压法形成棱镜图案B3。
如果底部131和棱镜图案133由不同的材料形成，那么通过在底部131上堆叠UV固化材料、丙烯酸类单体、低聚物、聚合物或粘合剂然后在堆叠结构上
进行UV固化过程来形成棱镜图案133 。
棱镜板130的出射面上的棱镜图案133将沿着与线形光源110垂直的方向上 入射在棱镜板130上的光111全部反射。棱镜板130的出射面上的棱镜图案133 将沿着朝垂直方向倾斜的方向而入射在棱镜板130上的光113射出。因此，来自 线形光源110的光经过棱镜图案133均匀地射出。
光散射单元135置于棱镜板130的入射面上以便使来自线形光源110的直射 光以及由反射板120反射的反射光发生散射。可以通过在底部131的下表面上进 行压纹过程或者在底部131的下表面上进行腐蚀过程来形成具有不平坦表面的 光散射单元135。
如上所述，当在棱镜板130的入射面上形成光散射单元135时，与不形成光 散射单元135的情况相比能够更有效地利用线形光源110的光。
图4至7是显示出根据棱镜图案133的底部长度L在棱镜图案133的宽度方 向上的变化、棱镜图案133的底部和顶点之间的高度H的变化、棱镜图案133的
底部和侧部之间的角e的变化以及顶点的曲率R的变化而对亮度进行测量所得
到的结果的实验数据。
图4示出当棱镜图案133的底部长度L在棱镜图案133的宽度方向上是 30(^m、棱镜图案133的底部和顶点之间的高度H是9(Him以及棱镜图案133的底 部和侧部之间的角e是40。时的实验数据。
图5示出当棱镜图案133的底部长度L在棱镜图案133的宽度方向上是 300pm、棱镜图案133的底部和顶点之间的高度H是50pm以及棱镜图案133的底 部和侧部之间的角e是40。时的实验数据。
图6示出当棱镜图案133的底部长度L在棱镜图案133的宽度方向上是 300pm、棱镜图案133的底部和顶点之间的高度H是9(Vm以及棱镜图案133的底 部和恻部之间的角9是30。时的实验数据。
图7示出当棱镜图案133的底部长度L在棱镜图案133的宽度方向上是 30(Him、棱镜图案133的底部和顶点之间的高度H是50jam以及棱镜图案133的底 部和侧部之间的角6是30。时的实验数据。
优选的是，棱镜图案133的底部长度L在棱镜图案133的宽度方向上是l(Him 到50(Him，棱镜图案133的底部和顶点之间的高度H是长度L的0.2到0.8倍，棱镜图案133的底部和侧部之间的角e是35。到45。，顶点的曲率R是20pm至ij200fim。 从图4到7中可以了解到这一原因。由于棱镜图案133的制造过程，顶点必然是 以曲率的形式而形成的，且该顶点的曲率R满足上面的曲率范围。
从图5至7中可以看到，在棱镜图案133的底部和顶点之间的高度H不满足 上面范围的图5中棱镜图案133上出现Mura，在棱镜图案133的底部和侧部之间 的角e不满足上面范围的图6中棱镜图案133上出现Mura，在棱镜图案133的底 部和顶点之间的高度H以及棱镜图案133的底部和侧部之间的角e都不满足上 面范围的图7中棱镜图案133上出现Mura。
但是，在棱镜图案133的底部长度L、棱镜图案133的底部和顶点之间的高 度H，以及在棱镜图案133的底部和侧部之间的角e都满足上面范围的图4中棱 镜图案133上的Mura与图5至7中棱镜图案133上的Mura相比减为最小。
可以在棱镜板130上设置漫射薄板、棱镜薄板和高亮度棱镜薄板的各种组 合。例如，如图1中所示，可以在棱镜板130上顺序地设置第一漫射薄板140、 第二漫射薄板150和高亮度棱镜薄板160。<第二实施例〉
下面参考图8来描述本发明的第二实施例。第一和第二实施例中描述的相 同或等效的结构和部件用相同的附图标记来表示，对此做简单的描述或将该描 述完全省略。
如图8中所示，棱镜板130的底部131和棱镜图案133由不同的材料形成。可 以通过在底部131上堆叠UV固化材料、丙烯酸类单体、低聚物、聚合物或粘合 剂然后在堆叠结构上进行UV固化过程来形成棱镜图案133。
在棱镜板130上顺序地设置第一漫射薄板140、第二漫射薄板150、棱镜薄 板170和高亮度棱镜薄板160 。
尽管图中未示出第三漫射薄板，但是可以使用该第三漫射薄板来代替高 亮度棱镜薄板160。可以在棱镜板130上顺序地设置漫射薄板、棱镜薄板和高亮 度棱镜薄板；可以在棱镜板130上顺序地设置棱镜薄板、漫射薄板和高亮度棱 镜薄板；或者可以在棱镜板130上顺序地设置棱镜薄板、第 -和第二漫射薄板 和高亮度棱镜薄板。
如上所述，可以在棱镜板130上设置漫射薄板、梭镜薄板和高亮度凌镜薄板的各种组合。 <第三实施例>
下面参考图9来描述本发明的第三实施例。图9是根据本发明第三实施例的
棱镜板230的透视图。棱镜板230包括具有双层结构的底部231，其中这两层是 由不同的材料形成的。底部231包括第一底部231a和位于第一底部231a上的第 二底部231b。在第二底部231b上形成具有梯形截面的棱镜图案233。
尽管图9示出了第二底部231b和棱镜图案233由相同材料形成的情况，但是 第二底部231b和棱镜图案233也可以按照与第二实施例相同的方式而由不同的 材料形成。
<第四实施例>
下面参考图10和11来描述本发明的第四实施例。在第四实施例中，利用诸 如发光二极管之类的点光源310作为光源，并在点光源310上设置棱镜板330。 在棱镜板330上设置多个光学薄板。可以使用线形光源来代替点光源。
如图ll所示，棱镜板330包括底部331和位于底部331上的多个棱锥形的棱 镜图案。
底部331可以包括能够使光发生漫射的漫射材料。该漫射材料可以包括无 机填充物和有机填充物。该无机填充物可以包括硅石、氢氧化铝、氧化铝、氧 化钛、氧化锌、硫酸钡、硅酸镁、二氧化硅或其组合物。该有机填充物可以包 括丙烯酸类树脂、丙烯腈、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、MS树脂、聚氨酯、 聚氯乙烯、聚苯乙烯类树脂、聚丙烯腈、聚酰胺、聚硅氧烷类树脂、三聚氰胺 类树脂以及benzoguamine类树脂。
对棱镜板330中所用的漫射材料的形状没有特别的限制，而是其可以为圆 形、棍和盘等。优选的是，该漫射材料是能够使光发生各向同性地漫射的珠337。 如果棱镜板330包括在底部331内部的珠337，那么能够进一步改善从棱镜板330 的出射面射出的光的均匀性。
尽管图10和11示出了底部331和棱镜图案333由相同材料形成的情况，但是 底部331和棱镜图案333可以按照与第二实施例相同的方式而山不同的材料形 成。底部331可以按照与第三实施例相同的方式而具有双层结构。尽管图中没
有特别示出，但是在第一至第三实施例中描述的棱镜板可以包括珠337。
本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神或范围的情况下可 以对本发明的实施例进行各种修改和变化。因此，本发明的实施例覆盖本发明 的修改和变化，只要这些修改和变化在随附的权利要求及其等效技术方案的范 围内。
权利要求
1. 一种背光组件，其包括产生光的光源；反射板，其置于该光源之下从而将光反射；以及包括入射面和出射面的棱镜板，该棱镜板置于该光源上从而使来自该光源的直射光和来自该反射板的反射光通过该入射面而直接入射在该棱镜板上，其中将使该直射光和该反射光发生散射的光散射单元置于该棱镜板的入射面上，并且将棱镜图案置于该棱镜板的出射面上，该棱镜图案用于改变通过该入射面入射的光的行进路径。
2. 根据权利要求1所述的背光组件，其中该光源由线形光源组成，该棱 镜图案在该线形光源的纵向方向上延伸并具有锯齿状的截面或梯形截面。
3. 根据权利要求2所述的背光组件，其中这些线形光源设置为彼此相隔 20mm到40mm的距离，该棱镜板设置为使该反射板和该棱镜板的入射面之间 的距离为5mm到15mm。
4. 根据权利要求3所述的背光组件，其中该棱镜图案的底部在该棱镜图 案的宽度方向上的长度是10nm到500pm，该棱镜图案的底部和顶点之间的高 度是底部长度的0.2到0.8倍，该棱镜图案的底部和侧部之间的角是35°到45°， 顶点的曲率是20,到20(Vm。
5. 根据权利要求1所述的背光组件，其中该光源由点光源组成，并且该 棱镜图案具有棱锥形。
6. 根据权利要求1所述的背光组件，其中该棱镜板进一步包括在该棱镜 图案之下的底部。
7. 根据权利要求6所述的背光组件，其中该底部具有单层结构，其由从聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、MS树脂、 出的任一种而形成。
8. 根据权利要求7所述的背光组件， 材料形成。
9. 根据权利要求8所述的背光组件, 射模塑法或挤出模塑法而形成。聚苯乙烯、聚乙烯或其组合物中选 其中该底部和该棱镜图案由相同的 其中该底部和该棱镜图案是利用注
10. 根据权利要求8所述的背光组件，其中利用注射模塑法或挤出模塑法 形成该底部，然后利用热压法形成该棱镜图案。
11. 根据权利要求8所述的背光组件，其中该底部包括诸如聚碳酸酯、聚 甲基丙烯酸甲酯、MS树脂和聚苯乙烯之类的有机珠或者诸如硅石和二氧化硅 之类的无机珠。
12. 根据权利要求7所述的背光组件，其中该底部和该棱镜图案由不同的 材料形成。
13. 根据权利要求12所述的背光组件，其中通过在该底部上堆叠UV固 化材料、丙烯酸类单体或粘合剂然后在堆叠结构上进行UV固化过程来形成该 棱镜图案。
14. 根据权利要求12所述的背光组件，其中该底部包括诸如聚碳酸酯、 聚甲基丙烯酸甲酯、MS树脂和聚苯乙烯之类的有机珠或者诸如硅石和二氧化 硅之类的无机珠。
15. 根据权利要求6所述的背光组件，其中该底部具有由从聚碳酸酯、聚 甲基丙烯酸甲酯、MS树脂、聚苯乙烯、聚乙烯或其组合物中选出的2种或多 种不同材料而形成的多层结构，该多层结构具有由不同材料形成的2个或多个层。
16. 根据权利要求15所述的背光组件，其中利用共挤出法通过挤出2种或多种不同的材料来形成该底部。
17. 根据权利要求15所述的背光组件，其中形成该底部的至少 一个层包 括诸如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、MS树脂和聚苯乙烯之类的有机珠或者 诸如硅石和二氧化硅之类的无机珠。
全文摘要
本发明公开了一种背光组件。该背光组件包括产生光的光源，置于该光源之下从而将光反射的反射板，以及包括入射面和出射面的棱镜板。该棱镜板置于该光源上从而使来自该光源的直射光和来自该反射板的反射光通过该入射面而直接入射在该棱镜板上。将使该直射光和该反射光发生散射的光散射单元置于该棱镜板的入射面上，并且将棱镜图案置于该棱镜板的出射面上，该棱镜图案用于改变通过该入射面入射的光的行进路径。
文档编号F21V5/02GK101413642SQ20081017053
公开日2009年4月22日 申请日期2008年10月17日 优先权日2007年10月19日
发明者方珠荣, 池炳华 申请人:乐金显示有限公司