直下式背光模组 【技术领域】
本发明涉及一种直下式背光模组，尤其涉及一种应用于液晶显示的直下式背光模组。
背景技术
液晶显示装置被广泛应用于个人数位助理、笔记型电脑、数字相机、移动电话、液晶电视等电子产品中。但由于液晶显示装置本身不能发光，因此其需要借助背光模组才能产生显示功能。
请参见图1，一种背光模组100，其包括框架10，一个反射板12、多个LED(发光二极管)点光源14、一个扩散板16及多个光学片18。该多个LED点光源14设置在框架10的底板上，多个光学片18盖设于框架10的开口处。扩散板16间隔设置于LED点光源14及多个光学片18之间，从而将框架10内分割成第一和第二扩散空间19、20。扩散板16由含有散射粒子的树脂材料制成。该多个光学片18包括棱镜片、扩散片或折射偏振膜。
使用时，由多个LED点光源14产生的光线经过第一扩散空间19后进入扩散板16，经过扩散板16扩散后，光线进入第二扩散空间20进行扩散，最后经过多个光学片18的扩散或聚集作用后，在特定视角范围内均匀出射。
然而从LED点光源14发出的光线虽经过多次扩散，但仍很难避免点光源14光源残影的产生，即形成中心亮度高而周围较暗的区域。为了尽量减少光源残影的产生，业界通常会增大框架10的深度，即增大第一和第二扩散空间19，20的高度。然而，增加框架的深度将减少出射光的亮度，并会导致背光模组100的厚度较大，难以满足薄型化设计的要求。假如相应增加点光源的话，会增加消耗功率。
【发明内容】
鉴于上述状况，有必要提供一种出射光线均匀性较佳且厚度较薄的背光模组。
一种直下式背光模组，其包括框架、设置于框架底部的多个发光二极管、依次间隔设置于该多个发光二极管上方的第一光学板及第二光学板。第一光学板和第二光学板均包括一个入光面及与入光面相对的出光面，以及形成于该出光面的沿至少两个不同方向延伸的多个长条状V形脊结构，不同方向延伸的多个长条状V形脊结构相互交错。
上述直下式背光模组中的发光二极管发射出的光线经过空间扩散后进入第一光学板，由于第一光学板出光面微结构，使光线第一次扩散成多个虚拟光源并向特定视角范围内聚集；接着从第一光学板出射的光线再经过空间扩散后进入第二光学板，由于第二光学板出光面微结构，使从第二光学板出射的光线发生特定的折射、散射、反射与衍射等光学作用，从而将光线进一步虚拟光源化的同时将光线扩散均匀，避免了光源残影的产生。同时，光线自发光二极管射出到入射至第二光学板的过程中，经过了两次空间扩散作用，从而加长了光程并增强了光线的空间扩散效果，进而实现该直下式背光模组的薄型化设计。
【附图说明】
图1是一种直下式背光模组的剖面示意图。
图2是本发明实施例一的直下式背光模组的剖面示意图。
图3是图2所示直下式背光模组的第一光学板的立体图。
图4是图3所示第一光学板沿IV-IV方向的剖面示意图。
图5是本发明实施例二的第一光学板的立体图。
图6是本发明实施例三的第一光学板的立体图。
图7是本发明实施例四的直下式背光模组的剖面示意图。
【具体实施方式】
下面将结合附图及实施例对本发明的直下式背光模组200作进一步的详细说明。
请参见图2，所示为本发明实施例一的直下式背光模组200，其包括框架21、多个发光二极管23、第一光学板24、第二光学板25及多个光学片26。其中多个发光二极管23设置于框架21底部，第一光学板24和第二光学板25依次间隔设置于发光二极管23上方，从而将框架21分割成第一和第二扩散空间27，28，多个光学片26设置于第二光学板25上方。
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。
请参见图3及图4，第一光学板24为一个透明本体，其包括入光面241和与该入光面241相对的出光面243。入光面241为一个平面。光学板24在出光面243上形成沿至少两个不同方向延伸的长条状V形脊结构，且不同方向延伸的多个长条状V形脊结构相互交错。本实施例中具有多个沿第一方向X1延伸的长条状V形脊结构244，多个沿第二方向X2延伸的长条状V形脊结构245，多个沿第三方向X3延伸的长条状V形脊结构246及多个沿第四方向X4延伸的长条状V形脊结构247，其中沿第二方向X2延伸的多个长条状V形脊结构245和沿第四方向X4延伸的多个长条状V形脊结构247经过该沿第一方向X1和沿第三方向X3延伸的多个长条状V形脊结构244，246的相交处，且该四个方向X1、X2、X3及X4相邻两方向之间的夹角为45度，并且该沿四个不同方向延伸的长条状V形脊结构244、245、246、247相互交错构成多个紧密连接地三棱锥凹槽248。每四个相互连接的具有共同连接点的三棱锥凹槽248及其相互连接的侧壁形成四角星形249。多个四角星形249呈阵列排布。此外，该长条状V形脊结构244、245、246、247竖直截面顶角θ的取值范围可为80度至100度，同方向上相邻长条状V形脊结构之间的中心距离P可为0.025毫米至1毫米。本实施例中，四个方向X1、X2、X3及X4相邻长条状V形脊结构244、245、246、247之间的中心距离分别D1、D2、D3与D4，另外，需要说明的是通过调整顶角θ的大小，可在一定程度上调整第一光学板24的增光率及出光视角。
第一光学板24的总体厚度T可为0.4毫米至4毫米。第一光学板24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三棱锥凹槽244相应的凸起结构，以便使第一光学板24可在单次注塑过程中成型。
第二光学板25和第一光学板24的结构完全一样。
多个光学片26可为扩散片、增光片或反射式偏光片。
本实施例背光模组200中，第一光学板24位于框架21中部并可由支撑架支撑或通过粘接的方式固定于框架21的内侧壁上，第二光学板25盖设于框架21的开口处。当然，二者间的距离可视实际情况作调整，一般地，在出光均匀度相同的情况下，框架21的深度与发光二极管23的数量成反平方，当发光二极管23的数量较多时，框架21的深度较小，第一光学板24与第二光学板25间隔的距离可设置得小一些，当发光二极管23的数量较少时，框架21的深度较大，第一光学板24与第二光学板25间隔的距离相应地设置得大一些。
使用时，发光二极管23发射出的光线经过第一空间27扩散作用后进入第一光学板24，由于第一光学板24的出光面243具有特定排布的三棱锥凹槽244的倾斜表面结构，使光线在第一光学板24内发生了特定的折射、散射、反射与衍射等光学作用，将光线扩散成多个虚拟光源的同时使光线向特定视角范围内聚集；该多个虚拟光源经过第二空间28扩散后进入第二光学扳25，由于第二光学板25出光面形成有特定排布的三棱锥凹槽244的倾斜表面结构，使该多个被扩散的虚拟光源进一步虚拟光源化的同时将光线扩散均匀。
多个光学片26盖设于第二光学板25上，可使出射光线更为柔和、平缓。当然，当发光二极管23之间的间距较小时，多个光学片26可以省略。
由此可见，本发明实施例一的背光模组200的第一光学板24和第二光学板25的间隔设置，使光线得到较佳的空间扩散，有利于减少框架21的深度；第一光学板24和第二光学板25出光面特殊的表面结构，使光线发生特定的折射、散射、反射与衍射等光学作用，从而将光线两次虚拟光源化和扩散并向特定视角范围内聚集，从而形成亮度均匀的面光源。这样两光学板在背光模组中的相互搭配，便可减弱甚至避免光源残影，提高背光模组200的出光均匀性，同时可实现背光模组200的薄型化设计。
请参阅图5，所示为本发明实施例二的第一光学板34，其与实施例一的第一光学板24相似，其不同在于：第一光学板34的出光面343形成有沿三个不同方向延伸的长条状V形脊结构，即多个沿第一方向延伸Y1的长条状V形脊结构344、多个沿第二方向Y2延伸的长条状V形脊结构345及多个沿第三方向Y3延伸的长条状V形脊结构346。该多个沿第一方向Y1延伸的长条状V形脊结构344和该多个沿第二方向Y2延伸的长条状V形脊结构345相交，且该多个沿第三方向Y3延伸的长条状V形脊结构346经过该多个沿第一方向Y1和第二方向Y2延伸的长条状V形脊结构的相交点。本实施例中，第一方向Y1延伸的长条状V形脊结构344与沿第二方向Y2延伸的长条状V形脊结构345两方向之间的夹角为90度，第三方向Y3延伸的长条状V形脊结构346与沿第二方向Y2延伸的长条状V形脊345结构两方向之间的夹角为45度。此外，该沿三个不同方向延伸的长条状V形脊结构相互交错构成多个三棱锥形凹槽347与四棱锥形凹槽348，其中每一个四棱锥凹槽348均由相邻的四个三棱锥凹槽347所包围，且多个三棱锥凹槽347与多个四棱锥凹槽348分别呈阵列排布。
请参阅图6，所示为本发明实施例三的第一光学板44，其与实施例一的第一光学板24相似，其不同在于：在第一光学板44的出光面443上形成有沿两个不同方向延伸的长条状V形脊结构，即多个相互平行的沿第一方向Z1延伸的长条状V形脊结构445及多个互平行沿第二方向Z2延伸的长条状V形脊结构446，且第一方向Z1延伸的长条状V形脊结构445和第二方向Z2延伸的长条状V形脊结构446垂直相交。
请参阅图7，所示为本发明实施例四的直下式背光模组500，直下式背光模组500与直下式背光模组200相似，第一光学板54与第二光学板55的表面结构相同，其不同在于：第一光学板54的透明基体内添加有散射粒子547，散射粒子547可为二氧化钛微粒、二氧化硅微粒和丙烯酸树脂微粒中的一种或一种以上的混合物。
可以理解，本发明的直下式背光模组中的第一光学板的出光面的表面结构和第二光学板出光面的表面结构可不相同，即：当第一光学板的出光面具有沿四个方向延伸的长条状V形脊结构时，第二光学板的出光面可为具有沿两个方向延伸的长条状V形脊结构或沿三个方向延伸的长条状V形脊结构，反过来也同样可以。此外，还可于第一光学板和第二光学板的透明基体内都添加散射粒子。
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。