專利名稱：導(dǎo)光元件和其制備方法，以及其背光模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)光元件和其制備方法，以及其背光模組。
背景技術(shù)：
帶有側(cè)光照明背光模組的液晶顯示器，由于體積小、重量輕、并且亮度均勻，因此在筆記本電腦、車載顯示器、手機(jī)等領(lǐng)域有著廣泛地應(yīng)用。背光模組是一個(gè)能夠?qū)⒎稚Ⅻc(diǎn)光源或者線光源轉(zhuǎn)化成均勻平面光源的光學(xué)機(jī)構(gòu)。由于液晶顯示器為非發(fā)光性的顯示裝置，需要通過背光模組才能產(chǎn)生顯示的功能。背光模組性能的好壞，往往會(huì)直接影響液晶顯示器的顯像品質(zhì)，因此，背光模組成為液晶顯示器中最重要的元件。
如圖1和圖2所示，目前現(xiàn)有技術(shù)的背光模組1包括一導(dǎo)光板10，若干與該導(dǎo)光板10相靠近的點(diǎn)光源12，若干設(shè)置在該導(dǎo)光板上方的若干光學(xué)膜片(圖未示)，和一框架14，用于固持及容納該導(dǎo)光板10、點(diǎn)光源12和該光學(xué)膜片。背光模組的傳統(tǒng)工藝是將該導(dǎo)光板10與該框架14分別制成后，再進(jìn)行組裝作業(yè)，所以，一般該導(dǎo)光板10與該框架14進(jìn)行簡易組裝時(shí)，該導(dǎo)光板10與該框架14之間將會(huì)產(chǎn)生一微小組合間隙16。所以，該導(dǎo)光板10與該框架14的邊界上將產(chǎn)生漏光，從而導(dǎo)致邊界上有輝線與暗線產(chǎn)生和光能量損耗等光學(xué)不良現(xiàn)象。
目前，為減少導(dǎo)光板與框架的邊界光學(xué)不良現(xiàn)象的影響，業(yè)界一般采用的以下幾種技術(shù)手段(1)反射片貼合設(shè)計(jì)將高反射式貼片貼于導(dǎo)光板與框架的接合處，用于減少光能量的損耗，但是往往因?yàn)榉瓷涔饽芰靠刂撇灰?，造成邊界仍有輝線與暗線產(chǎn)生。另外，框架也可采用高反射塑膠材料制成，也能達(dá)到減少光能量的損耗的效果，但是其同樣于邊界處產(chǎn)生輝線與暗線。
(2)在靠近框架的導(dǎo)光板邊緣處作光學(xué)修正設(shè)計(jì)主要是將導(dǎo)光板反射面邊緣處的光學(xué)網(wǎng)點(diǎn)密度作增減動(dòng)作，以改善邊界輝線與暗線的光學(xué)問題，但是往往組裝間隙仍會(huì)造成光學(xué)與視效上的不對(duì)稱性。或于靠近框架的導(dǎo)光板出射面的邊緣處貼上一片低反射式光學(xué)膜片作為減光與遮光作用，但是該設(shè)計(jì)將增加組裝工時(shí)與成本。
(3)擴(kuò)散片設(shè)計(jì)在擴(kuò)散片上印刷圖案，減少框架與導(dǎo)光板亮度的對(duì)比度，但是，該設(shè)計(jì)仍有光能量損耗的缺點(diǎn)，而且提高背光模組的材料成本。
綜上所述，現(xiàn)有的背光模組經(jīng)過上述幾種技術(shù)手段仍不能經(jīng)濟(jì)的，有效的減少導(dǎo)光板與框架的邊界上有輝線與暗線產(chǎn)生和光能量損耗等光學(xué)不良現(xiàn)象。
有鑒于此，有必要提供一種簡單且經(jīng)濟(jì)地減少導(dǎo)光板與框架的邊界上有輝線與暗線產(chǎn)生和光能量損耗的導(dǎo)光元件和其制備方法，以及采用該導(dǎo)光元件的背光模組實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容下面將以若干實(shí)施例說明一種簡單且經(jīng)濟(jì)地減少導(dǎo)光板與框架的邊界上有輝線與暗線產(chǎn)生和光能量損耗的導(dǎo)光元件和其制備方法，以及采用該導(dǎo)光元件的背光模組。
為實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容，提供一種導(dǎo)光元件，其包括一導(dǎo)光板，其包括一入射面，一與該入射面相連的出射面，一與該出射面相對(duì)應(yīng)的反射面，和除該入射面外的三側(cè)面；和一框架，該框架與該導(dǎo)光板三側(cè)面接合成一體。
優(yōu)選的，該導(dǎo)光板三側(cè)面中部分側(cè)面或全部側(cè)面形成若干周期排列的微結(jié)構(gòu)，該框架與該微結(jié)構(gòu)接合成一體。
優(yōu)選的，該導(dǎo)光板包括透明樹脂材料，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)和其改性材料。
優(yōu)選的，該框架包括高反射系數(shù)的有色樹脂材料和其改性材料。
以及，提供一種導(dǎo)光元件的制備方法，該導(dǎo)光元件包括一導(dǎo)光板和一與該導(dǎo)光板相配合的框架，其特征在于該導(dǎo)光板與該框架為雙色注射成型技術(shù)制備。
以及，提供一種背光模組，其包括一光源；一導(dǎo)光元件，其包括一導(dǎo)光板和一框架，該導(dǎo)光板包括一靠近該光源的入射面，一與該入射面相連的出射面，一與該出射面相對(duì)應(yīng)的反射面，和除該入射面外的三側(cè)面，該框架與該導(dǎo)光板三側(cè)面接合成一體。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)施例的導(dǎo)光元件利用雙色注射成型制造技術(shù)一體成型，使得導(dǎo)光元件中的導(dǎo)光板與框架之間的間隙被消除，從而減少光量能損耗。并且在導(dǎo)光板與框架的接合處設(shè)計(jì)各種光學(xué)散射微結(jié)構(gòu)，使得導(dǎo)光板與框架之間邊界光學(xué)不良現(xiàn)象得到有效改善。另外，由于導(dǎo)光元件為一體成型技術(shù)制備，所以可同時(shí)降低背光模組材料成本與增加背光模組的組裝速度，以及增加背光模組的機(jī)械強(qiáng)度。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)背光模組的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1沿II-II直線的截面示意圖。
圖3是第一實(shí)施例的導(dǎo)光元件及其背光模組的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4圖3IV-IV部分的放大示意圖。
圖5圖3沿V-V直線的截面示意圖。
圖6是第二實(shí)施例導(dǎo)光元件的截面示意圖。
圖7是第三實(shí)施例導(dǎo)光元件的截面示意圖。
圖8是第四實(shí)施例導(dǎo)光元件的截面示意圖。
圖9是第五實(shí)施例導(dǎo)光元件的截面示意圖。
圖10是第六實(shí)施例導(dǎo)光元件的截面示意圖。
圖11是第七實(shí)施例導(dǎo)光元件的截面示意圖。
圖12是第八實(shí)施例背光模組的截面示意圖。
圖13是圖12沿XIII-XIII直線的截面示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和多個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的導(dǎo)光元件和采用該導(dǎo)光元件的背光模組作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
請(qǐng)一起參閱圖3、圖4和圖5，本發(fā)明第一實(shí)施例提供一導(dǎo)光元件34，其包括一導(dǎo)光板342，該導(dǎo)光板342包括一入射面3422，一與該入射面3422相連的出射面3424，一與該出射面3424相對(duì)應(yīng)的反射面(圖未示)，和除該入射面3422外的三側(cè)面3426；以及一框架344，該框架344與該導(dǎo)光板三側(cè)面3426接合成一體。
其中，本實(shí)施例該導(dǎo)光板342選用透明聚碳酸酯材料，該框架344選用具有高反射系數(shù)的白色聚碳酸酯。該導(dǎo)光元件34是采用雙色注射成型技術(shù)一體成型制備。
雙色注射成型有兩種方法第一種是使用兩副模具，在兩臺(tái)普通注射機(jī)分別注射成型，先注射成型嵌件，再注射另一種色澤的材料進(jìn)行包封的成型方法。第二種是使用同一副模具，在具有兩個(gè)注射系統(tǒng)的雙色注射機(jī)上將不同品種或不同色澤的材料同時(shí)或先后注射入模具內(nèi)的成型方法。本實(shí)施例的導(dǎo)光元件34采用第二種雙色注射成型方法。
由于該導(dǎo)光元件34采用雙色注射成型技術(shù)制備，所以可保證其中的導(dǎo)光板342和框架344之間沒有間隙，從而減少光能量損耗；而且由于該框架344具有高反射性，光束在導(dǎo)光板342和框架344之間可進(jìn)行有效的反射，而提高光能量利用率。
可以選擇的是，本發(fā)明導(dǎo)光元件中的導(dǎo)光板包括透明樹脂材料，如聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和其改性材料等，或者進(jìn)一步的，當(dāng)導(dǎo)光板采用聚碳酸酯基體材料時(shí)可添加聚甲基丙烯酸甲酯粒子，反之當(dāng)導(dǎo)光板采用聚甲基丙烯酸甲酯基體材料時(shí)可添加聚碳酸酯粒子。本發(fā)明導(dǎo)光元件中的框架包括具有高反射系數(shù)的有色樹脂材料和其改性材料，如白色聚碳酸酯、白色聚甲基丙烯酸甲酯等。上述改性材料為上述基體中摻雜若干發(fā)光粒子，該發(fā)光粒子包括二氧化鈦(TiO2)和二氧化硅(SiO2)。導(dǎo)光板和框架可采用不同的樹脂材料，但為使導(dǎo)光板和框架的結(jié)合強(qiáng)度更好，通常選用不同顏色的同一種樹脂材料進(jìn)行雙色注射成型。
如圖3、圖4和圖5所示，本實(shí)施例的導(dǎo)光元件34與若干LED光源32結(jié)合可組裝成一背光模組30。該若干LED光源32靠近導(dǎo)光元件34的導(dǎo)光板入射面3422。另外，為進(jìn)一步提高該背光模組30的光學(xué)性能，還可在該導(dǎo)光板342的反射面3428下方設(shè)置反射片36，在導(dǎo)光板342的出射面3424上方依次設(shè)置擴(kuò)散片37和增光片38等光學(xué)膜片。為使該導(dǎo)光元件34達(dá)到容納上述反射片36、擴(kuò)散片37和增光片38的效果，該導(dǎo)光元件34中的框架344可沿導(dǎo)光板342上下方向做適當(dāng)?shù)暮穸妊由臁?br> 為進(jìn)一步解決本發(fā)明導(dǎo)光元件的導(dǎo)光板與框架之間由于反射光能量控制不易，造成邊界仍有輝線與暗線產(chǎn)生，本發(fā)明還可于導(dǎo)光元件中的導(dǎo)光板和框架的部分接合處形成相互配合的各種微結(jié)構(gòu)。
請(qǐng)參閱圖6，本發(fā)明第二實(shí)施例提供一導(dǎo)光元件40，其結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的導(dǎo)光元件34相似，其不同在于在導(dǎo)光板42三側(cè)面形成若干周期排列的V型微結(jié)構(gòu)422，而且該框架44與該V型微結(jié)構(gòu)422相緊密接合。本實(shí)施例中導(dǎo)光板42的V型微結(jié)構(gòu)422包括V型凸起和V型凹槽。
上述結(jié)構(gòu)不僅可通過控制上述V型微結(jié)構(gòu)的排列密度以控制光束被均勻反射而減少邊界處產(chǎn)生輝線與暗線，而且能加強(qiáng)該導(dǎo)光板42和框架44的結(jié)合強(qiáng)度。
可以理解的是，在本發(fā)明導(dǎo)光元件中的導(dǎo)光板的三側(cè)面中部分側(cè)面或全部側(cè)面形成與框架相配合的微結(jié)構(gòu)并不限于V型微結(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)還可以包括半圓形微結(jié)構(gòu)，頂角為鈍角的V型微結(jié)構(gòu)等等。
為加強(qiáng)導(dǎo)光元件的整體機(jī)械強(qiáng)度，本發(fā)明導(dǎo)光元件中的導(dǎo)光板三側(cè)面中部分側(cè)面或全部三側(cè)面可適當(dāng)伸入框架主體，且該導(dǎo)光板三側(cè)面伸入框架主體并形成插入端，其包括矩形凸塊、三角形凸塊和弧形凸塊。
請(qǐng)參閱圖7，本發(fā)明第三實(shí)施例提供一導(dǎo)光元件50，其結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相似，其不同在于每個(gè)導(dǎo)光板52的側(cè)面伸入框架54主體形成一插入端，并與該框架接合成一體。該插入端為矩形凸塊，其包括沿出射面524延伸的延伸面524′和沿反射面525延伸的延伸面525′，以及連接該延伸面524′和525′的側(cè)面526，該側(cè)面526與該延伸面524′和525′相垂直。
請(qǐng)參閱圖8，本發(fā)明第四實(shí)施例提供一導(dǎo)光元件60，其結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施例相似，其不同在于每個(gè)導(dǎo)光板62側(cè)面伸入框架64主體形成的插入端為三角形凸塊，其包括沿出射面624延伸的延伸面624′、沿反射面625延伸的延伸面625′、連接該延伸面624′的側(cè)面626和連接延伸面625′的側(cè)面627。該兩側(cè)面626、627相交形成一從導(dǎo)光板62一側(cè)突出的三角形凸起。
請(qǐng)參閱圖9，本發(fā)明第五實(shí)施例提供一導(dǎo)光元件70，其結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施例相似，其不同在于每個(gè)導(dǎo)光板72側(cè)面伸入框架74主體形成的插入端為弧形凸塊，其包括沿出射面724延伸的延伸面724′、沿反射面725延伸的延伸面725′，以及連接該延伸面724′和725′的弧形面726。
請(qǐng)參閱圖10，本發(fā)明第六實(shí)施例提供一導(dǎo)光元件80，其結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施例相似，導(dǎo)光板82伸入框架84主體的插入端為矩形凸塊，其包括沿出射面824延伸的延伸面824′和沿反射面825延伸的延伸面825′，以及連接該延伸面824′和825′的垂直側(cè)面826。其不同在于還在導(dǎo)光板82的延伸面824′和925′處形成周期排列的V型微結(jié)構(gòu)828，而且該框架84與該V型微結(jié)構(gòu)828相緊密接合。
請(qǐng)參閱圖11，本發(fā)明第七實(shí)施例提供一導(dǎo)光元件90，其結(jié)構(gòu)與第六實(shí)施例相似，其不同在于還在導(dǎo)光板92的側(cè)面926形成V型微結(jié)構(gòu)928，框架94與出射面延伸部924′、反射面延伸部925′和側(cè)面926的V型微結(jié)構(gòu)928相緊密接合。
可以理解的是，本發(fā)明第三實(shí)施例至第七實(shí)施例所述的導(dǎo)光元件中，導(dǎo)光板伸入框架的插入端為矩形、三角形或弧形凸塊，其部分側(cè)面或全部側(cè)面均可形成適當(dāng)?shù)奈⒔Y(jié)構(gòu)，用于提高光散色效果。該微結(jié)構(gòu)包括V型微結(jié)構(gòu)、半圓形微結(jié)構(gòu)、頂角為鈍角的V型微結(jié)構(gòu)等。另外，該插入端并不限于矩形、三角形和弧形，只要其能滿足提高散色能力及較易制備即可。
本發(fā)明第一實(shí)施例至第七實(shí)施例中的導(dǎo)光元件中，導(dǎo)光板入射面由于需靠近光源，所以導(dǎo)光元件的框架未與導(dǎo)光板入射面緊密連接。為進(jìn)一步提高框架的整體機(jī)械強(qiáng)度，本發(fā)明的背光模組還可以在入射面上下側(cè)形成兩框架側(cè)邊，并與導(dǎo)光板兩側(cè)面的框架側(cè)邊相連接。
請(qǐng)一起參閱圖12和圖13，本發(fā)明第八實(shí)施例提供一采用本發(fā)明導(dǎo)光元件的背光模組100，其包括若干LED光源101；一導(dǎo)光元件103，其包括一導(dǎo)光板102和一框架104，該導(dǎo)光板包括一靠近該LED光源101的入射面1022。該導(dǎo)光元件103結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例相似，其不同在于該導(dǎo)光元件103還包括在入射面1022上下側(cè)形成兩框架側(cè)邊1044、1042，并連接導(dǎo)光板入射面左右兩側(cè)的框架側(cè)邊1046、1048?？蚣軆蓚?cè)邊1044、1042之間用于設(shè)置若干LED光源101?？梢岳斫獾氖?，本實(shí)施例的導(dǎo)光板入射面1022可適當(dāng)部分伸入該兩框架側(cè)邊1044、1042，只要其滿足伸入該兩框架側(cè)邊1044、1042的部分不影響入射面的接受光束能力，此結(jié)構(gòu)可增加背光模組的機(jī)械強(qiáng)度。
綜上所述，本發(fā)明的導(dǎo)光元件與光源結(jié)合可形成背光模組，該光源包括發(fā)光二極管(LED)或冷陰極熒光管(CCFL)。為了進(jìn)一步提高背光模組的光學(xué)性能，本發(fā)明的導(dǎo)光元件可在導(dǎo)光板出射面、反射面和入射面分別或同時(shí)形成各種微結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的導(dǎo)光元件利用雙色注射成型制造技術(shù)一體成型，使得導(dǎo)光元件中的導(dǎo)光板與框架之間的間隙被消除，從而減少光量能損耗。并且在導(dǎo)光板與框架的接合處設(shè)計(jì)各種光學(xué)散射微結(jié)構(gòu)，使得導(dǎo)光板與框架之間邊界光學(xué)不良現(xiàn)象得到有效改善。另外，由于導(dǎo)光元件為一體成型技術(shù)制備，所以可同時(shí)降低背光模組材料成本與增加背光模組組裝速度，以及增加背光模組的機(jī)械強(qiáng)度。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其他變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)光元件，其包括一導(dǎo)光板，其包括一入射面，一與該入射面相連的出射面，一與該出射面相對(duì)應(yīng)的反射面，和除該入射面外的三側(cè)面；和一框架，其特征在于該框架與該導(dǎo)光板三側(cè)面接合成一體。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于在該導(dǎo)光板三側(cè)面中部分側(cè)面或全部側(cè)面形成若干周期排列的微結(jié)構(gòu)，該框架與該微結(jié)構(gòu)接合成一體。
3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于該導(dǎo)光板三側(cè)面中部分側(cè)面或全部側(cè)面伸入該框架的主體并形成插入端，該框架與該插入端接合成一體。
4.如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)光元件，其特征在于該插入端包括矩形凸塊、三角形凸塊和弧形凸塊。
5.如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)光元件，其特征在于該矩形凸塊、三角形凸塊和弧形凸塊部分側(cè)面或全部側(cè)面形成微結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求2或5所述的導(dǎo)光元件，其特征在于該微結(jié)構(gòu)包括V型微結(jié)構(gòu)、半圓形微結(jié)構(gòu)和頂角為鈍角的V型微結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于該框架包括三側(cè)邊分別與該導(dǎo)光板三側(cè)面接合成一體。
8.如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)光元件，其特征在于該框架進(jìn)一步包括在入射面上下側(cè)形成的兩框架側(cè)邊，其與入射面兩側(cè)的框架側(cè)邊相連接。
9.如權(quán)利要求8所述的導(dǎo)光元件，其特征在于該導(dǎo)光板入射面部分伸入該與入射面左右兩側(cè)的框架側(cè)邊相連接的兩框架側(cè)邊。
10.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于該導(dǎo)光板包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和其改性材料。
11.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光元件，其特征在于該框架包括高反射系數(shù)的有色樹脂材料和其改性材料。
12.如權(quán)利要求10或11所述的導(dǎo)光元件，其特征在于該改性材料為基體材料中摻雜二氧化鈦和/或二氧化硅粒子。
13.如權(quán)利要求10所述的導(dǎo)光元件，其特征在于該導(dǎo)光板為聚甲基丙烯酸甲酯基體材料，并添加聚碳酸酯粒子。
14.如權(quán)利要求10所述的導(dǎo)光元件，其特征在于該導(dǎo)光板為聚碳酸酯基體材料，并添加聚甲基丙烯酸甲酯粒子。
15.一種導(dǎo)光元件的制備方法，該導(dǎo)光元件包括一導(dǎo)光板和一與該導(dǎo)光板相配合的框架，其特征在于該導(dǎo)光板與該框架為雙色注射成型技術(shù)制備。
16.一種背光模組，其包括一光源；一導(dǎo)光元件，其包括一導(dǎo)光板和一框架，該導(dǎo)光板包括一靠近該光源的入射面，一與該入射面相連的出射面，一與該出射面相對(duì)應(yīng)的反射面，和除該入射面外的三側(cè)面，其特征在于該框架與該導(dǎo)光板三側(cè)面接合成一體。
17.如權(quán)利要求16所述的背光模組，其特征在于在該導(dǎo)光板三側(cè)面中部分側(cè)面或全部側(cè)面形成若干周期排列的微結(jié)構(gòu)，該框架與該微結(jié)構(gòu)接合成一體。
18.如權(quán)利要求16所述的背光模組，其特征在于該導(dǎo)光板三側(cè)面中部分側(cè)面或全部側(cè)面伸入該框架的主體并形成插入端，該框架與該插入端接合成一體。
19.如權(quán)利要求16所述的背光模組，其特征在于該框架包括三側(cè)邊分別與該導(dǎo)光板三側(cè)面接合成一體。
20.如權(quán)利要求19所述的背光模組，其特征在于該框架進(jìn)一步包括在入射面上下側(cè)形成的兩框架側(cè)邊，其與入射面左右兩側(cè)的框架側(cè)邊相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)光元件和其制備方法，以及采用該導(dǎo)光元件的背光模組。該導(dǎo)光元件其包括一導(dǎo)光板和一框架，該導(dǎo)光板包括一入射面，一與該入射面相連的出射面，一與該出射面相對(duì)應(yīng)的反射面，和除該入射面外的三側(cè)面，該框架與該導(dǎo)光板三側(cè)面接合成一體。本發(fā)明的導(dǎo)光元件利用雙色注射成型制造技術(shù)一體成型，能消除導(dǎo)光板與框架之間的間隙，從而減少光量能損耗且改善其邊界光學(xué)不良現(xiàn)象。本發(fā)明還提供一種采用該導(dǎo)光元件的背光模組，其具有材料成本低、組裝速度快和機(jī)械強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1869738SQ20051003486
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2005年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月24日
發(fā)明者許銘富 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司