專利名稱：一種液晶顯示背光模組的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光學，尤其涉及一種液晶顯示背光模組。
背景技術：
液晶顯示裝置具有輕薄、耗電少、輻射低等優點，被廣泛用于筆記本電腦、手機、電子詞典、液晶電視、PDA等電子顯示設備。由于液晶本身不具有發光特性，因此需要提供一個背光模組才能夠實現顯示功能。現有技術的背光模組主要包括光源、導光板、反射片、擴散片、棱鏡片和遮光貼布，其中，導光板是一個重要的組件，其引導由光源發出的光的傳播方向，把線光源或者點光源發出的光轉換成具有一定均勻性的面光源。
如圖1所示，現有技術的背光模組包括導光板1、反射片2、擴散片3、第一棱鏡片41、第二棱鏡片42、遮光貼布5、框蓋6和光源7，第一棱鏡片41和第二棱鏡片42構成棱鏡片組合。
如圖2所示，導光板1包括底面11、入光面12，即導光板1的側面，和出光面13，其中，底面11上具有凸出的球冠形網點100，且網點100的大小隨著與光源7距離的增大而相應地增大。網點100的作用是破壞光在底面11上的全發射，如圖3所示，使光從底面11的網點100中折射出來，再經過反射片2的反射后，從底面11射入導光板1，此時，存在兩種情況一、如果光線和出光面13的法線之間夾角也即入射角小于導光板1材料的臨界角，則光線經由出光面13折射出來。
二、如果光線和出光面13的法線之間的夾角也即入射角大于或者等于導光板1材料的臨界角，則發生全發射，光線回到導光板1，經由底面11的網點100射出，再被反射，最終由出光面13折射出來。
由現有技術中的光傳播過程可以看出，出現了光的損失，絕大部分光線必須經過反射片2的反射，有的還要產生多次反射，一般來說，反射片2的反射率只有90％左右，會造成一部分光線的損失，因此，現有技術光利用率低。
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種光利用率高的液晶顯示背光模組，以克服現有技術中的不足。
本實用新型液晶顯示背光模組，它包括導光板，所述導光板上部依次設置擴散片、棱鏡片，所述導光板、反射片、擴散片和棱鏡片構成一導光體，所述導光體四周安裝框蓋，所述框蓋中設置光源，所述光源發出的光由導光板側面射入，其特征在于所述的導光板的底面上設置有多個凹點。
所述的凹點為圓錐型凹點、圓臺型凹點或多邊棱臺型凹點。
所述的多個凹點有規則地排列于導光板平面上。
所述的凹點的深度和大小隨著與光源距離增大而相應地增大。
所述的多個凹點按縱橫排列，橫向與光源發出的中心光線平行，縱向與光源發出的中心光線垂直，處于同一縱向排列的凹點的深度和大小相同，處于同一橫向排列的凹點的深度和大小隨著與光源距離增大而相應地增大。
所述的處于同一橫向排列的凹點之間的距離隨著與光源距離增大而相應地增大。
所述的凹點的側線與導光板平面的夾角α為
α≤90°-δ，其中δ為導光板的臨界角。
所述的導光板下側設置有反射片。
所述的液晶顯示背光模組還包括遮光貼布。
本實用新型的有益效果為在本實用新型中，背光模組的導光板采用凹點結構，可以使從各個方向上的一定角度范圍內的光線入射到凹點上的光線經過全反射后，由導光板的出光面直接射出，相對于現有技術中的絕大部分光線必須經過反射片的反射來說，本實用新型的光利用率要高于現有技術中的光利用率，而且本實用新型的這種高利用率利用了光學材料的固有特性，在原理上確保了利用率的提高，這種高利用率具有本征特性，況且，在本實用新型中，導光板采用凹點，和現有的(設有凸出的網點)導光板相比，本實用新型降低了導光板的厚度，進而使背光模組更為輕巧，提高了本實用新型的實用性。
在本實用新型中，多個凹點有規則地排列于導光板平面上，例如，多個凹點按縱橫排列，橫向與光源發出的中心光線平行，縱向與光源發出的中心光線垂直，處于同一縱向排列的凹點的深度和大小相同，處于同一橫向排列的凹點的深度和大小隨著與光源距離增大而相應地增大，這就使本實用新型便于設計、加工、制作，使本實用新型更適合于工業化量產，換句話說，就可在整體上降低背光模組的成本，進一步提高了本實用新型的實用性。
當射至凹點的光線入射角大于導光板材料的臨界角δ，使凹點的側線與導光板平面的夾角α適合于α＝(180°-2δ)/3，就可以使與水平方向成一定夾角β范圍內的主體光線經過凹點的全反射后直接從導光板的出光面射出，例如，-(30°-δ/3)＜β＜30°-δ/3時，該范圍內的光線可確保大多經凹點全反射后導出，進一步提高了本實用新型的光利用率和實用性。
導光板下側設置反射片，可使部分未經全反射的光最終由導光板的出光面射出，進一步提高本實用新型的光利用率。
圖1為現有技術背光模組的結構示意圖；圖2為現有技術導光板的結構示意圖；圖3為光線在現有技術導光板中的傳播示意圖；圖4為本實用新型實施例1結構示意圖；圖5為本實用新型實施例1導光板結構示意圖；圖6為本實用新型實施例1導光板的圓錐凹點排列示意圖；圖7為本實用新型導光板中的光在單個凹點傳播過程的局部放大示意圖；圖8為本實用新型實施例2結構示意圖；圖9為本實用新型實施例2的凹點排列示意圖。
具體實施方式
下面根據附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明實施例1根據圖4所示，本實用新型包括導光板1、反射片2、擴散片3、棱鏡片4、遮光貼布5、框蓋6和光源7，其中，導光板1下部設置反射片2，導光板1上部依次設置擴散片3、棱鏡片4和遮光貼布5，所述導光板1、反射片2、擴散片3和棱鏡片4構成一導光體，導光體上側設置遮光貼布5，導光體兩側安裝框蓋6，框蓋6中設置線性光源7，該光源7發出的光由導光板1側面射入。
如圖5所示，導光板1包括底面11、入光面12，即光射入的側面，以及出光面13，其中底面11與出光面13相對，底面11與出光面13呈水平放置，入光面12與出光面13垂直，導光板1的底面11上設置多個凹點8，凹點8采用圓錐型凹點、圓臺型凹點或多邊棱臺型凹點，多個凹點8有規則地排列于導光板平面上，在本實施例中，如圖6所示，多個凹點8按縱橫排列，橫向與光源7發出的中心光線平行，縱向與光源7發出的中心光線垂直，處于同一縱向排列的凹點的深度和大小相同，處于同一橫向排列的凹點8的深度和大小隨著與光源7距離增大而相應地增大，而且，處于同一橫向排列的凹點8之間的距離隨著與光源7距離增大而相應地增大。
如圖7所示，凹點8的圓錐頂點到底面11的垂直距離為凹點8的深度H，該深度H隨著與光源7距離增大而逐漸增大，凹點8的側線(圓錐母線)和底面11的夾角為α，調整該角度α，可控制出光面13表面光線的出射方向，其中，α≤90°-δ，δ為導光板的臨界角。
如圖7所示，一與水平方向成β角度(β正負的定義為以水平方向旋轉到該光線所經過的銳角，逆時針方向為正，順時針方向為負)的光線在導光板1內傳播時射到凹點8上，該光線的入射角為90°-α+β，此時，如果入射角大于導光板1材料的臨界角δ，則發生全反射現象，經過全反射后的光線射到導光板1的出光面13上，此時，在出光面13上的入射角為90°+β-2α，如果此入射角小于導光板1材料的臨界角，則光線可由出光面23導出，其折射角度由折射定律可知為γ＝arcsin(cos(2α-β)/n)，其中，n為導光板1材料的折射率。
如圖7所示，上述光線從出光面13導出，導光板1材料的臨界角δ需滿足條件90°+β-2α＜δ＜90°+β-α，從而可以得到α+δ-90°＜β＜2α+δ-90°，也就是說，利用凹點8可以將與水平方向成夾角為α+δ-90°到2α+δ-90°內的光線通過全反射作用，再由出光面13折射出來。
對于同一種材料的導光板1而言，其折射率是一定的，那臨界角δ也就是一定的，因此，調整α，就可以使與水平方向成一定夾角范圍內的光線經過凹點8的全反射后直接從出光面13以某一角度射出。
若要求與水平方向的夾角絕對值相等的光線通過凹點8的全反射后從出光面13射出，需要滿足條件-(α+δ-90°)＝2α+δ-90°，從而得出α＝(180°-2δ)/3。
由以上可知，若要光線通過凹點8的全反射后從出光面13射出，則需要滿足條件α＝(180°-2δ)/3，其中δ為導光板1的臨界角。
滿足上述α值的條件，則可以使-(30°-δ/3)＜β＜30°-δ/3范圍內的主體光線經過圓錐凹點8的全反射后從導光板1的出光面13射出。
例如，某種用于制作導光板1材料的臨界角為47.8°，則調整α＝28.1°，可使-14.1°＜β＜14.1°范圍內的光線經全反射從導光板1的出光面13導出。
以上所述的全反射僅發生于當射至凹點8的光線入射角大于導光板1材料的臨界角δ。其實，當α逐漸增大，由下式射至凹點8的光線入射角可知90°-α+β，當α增大至一定的值時，該光線入射角會小于導光板1材料的臨界角δ，射至凹點8的光線會直接透過凹點8，降低全反射的幾率，因此，為使導光板1的光利用率達到最高，需要調整α的數值，使導光板1內大部分的光線通過凹點8的全反射后，直接從出光面13射出，減少光在傳播過程中被反射所帶來的光損失。
在本實用新型中，為了保證一定的均勻性，可以調節凹點8的左右間距和前后間距，把最強的亮度控制在導光板1的中央部分，所有射出的光線經過遮光貼布5后，遮光貼布5將邊緣較弱亮度部分擋住，并反射回到導光板1內，使本實用新型透出的光能夠盡量亮度強且均勻性高。
實施例2根據圖8和圖9所示，本實施例與實施例1的區別在于在本實施例中，針對點光源70，背光模組的導光板10在靠近入光面12的一端少設置了部分凹點8，至于本實施例的其它部分結構、以及光傳播過程與實施例1所述相同或相似，此處不再贅述。
實際上，在本實用新型中，可以通過調整各個凹點的前后間距和左右間距、以及夾角α和圓錐深度H，控制光線在導光板內的傳播情形，把亮度最強的光控制在導光板的中央部分，以獲得最佳的光利用率和視覺效果，根據以上所述，這對于本領域技術人員來說可以不用付出創造性勞動即可實施，此處不再贅述。
權利要求1.一種液晶顯示背光模組，它包括導光板，所述導光板上部依次設置擴散片、棱鏡片，所述導光板、擴散片和棱鏡片構成一導光體，所述導光體兩側安裝框蓋，所述框蓋中設置光源，所述光源發出的光由導光板側面射入，其特征在于所述的導光板底面上設置有多個凹點。
2.根據權利要求1所述的液晶顯示背光模組，其特征在于所述的凹點為圓錐型凹點、圓臺型凹點或多邊棱臺型凹點。
3.根據權利要求1或2所述的液晶顯示背光模組，其特征在于所述的多個凹點有規則地排列于導光板平面上。
4.根據權利要求3所述的液晶顯示背光模組，其特征在于所述的凹點的深度和大小隨著與光源距離增大而相應地增大。
5.根據權利要求3所述的液晶顯示背光模組，其特征在于所述的多個凹點按縱橫排列，橫向與光源發出的中心光線平行，縱向與光源發出的中心光線垂直，處于同一縱向排列的凹點的深度和大小相同，處于同一橫向排列的凹點的深度和大小隨著與光源距離增大而相應地增大。
6.根據權利要求5所述的液晶顯示背光模組，其特征在于所述的處于同一橫向排列的凹點之間的距離隨著與光源距離增大而相應地增大。
7.根據權利要求3所述的液晶顯示背光模組，其特征在于所述的凹點的側線與導光板平面的夾角α為α≤90°-δ，其中δ為導光板的臨界角。
8.根據權利要求7所述的液晶顯示背光模組，其特征在于所述的光源發出的主體光線與導光板底面成夾角β范圍內，所述的夾角β為-(30°-δ/3)＜β＜30°-δ/3，其中δ為導光板的臨界角。
9.根據權利要求1所述的液晶顯示背光模組，其特征在于所述的導光板下側設置有反射片。
10.根據權利要求1所述的液晶顯示背光模組，其特征在于所述的背光模組還包括遮光貼布，所述遮光貼布置于導光體上側。
專利摘要一種液晶顯示背光模組，包括導光板，所述導光板上部依次設置擴散片和棱鏡片，所述導光板、擴散片和棱鏡片構成一導光體，所述導光體兩側安裝框蓋，所述框蓋中設置光源，所述光源發出的光由導光板側面射入，所述的導光板的底面上設置有多個凹點；所述的多個凹點有規則地排列于導光板平面上；所述的凹點的側線與導光板平面的夾角α為α≤90°－δ；所述的光源發出的主體光線與導光板底面成夾角β范圍內，所述的夾角β為－(30°－δ/3)＜β＜30°－δ/3；導光板下側設置有反射片；液晶顯示背光模組還包括遮光貼布，本實用新型光利用率高，實用性強。
文檔編號G02B5/02GK2837886SQ20052003608
公開日2006年11月15日 申請日期2005年11月7日 優先權日2005年11月7日
發明者孫鐵生 申請人:比亞迪股份有限公司