一种扩散板、直下式背光源模组及显示装置的制造方法

xiaoxiao2022-01-07  23

一种扩散板、直下式背光源模组及显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及显示技术领域,尤其涉及一种扩散板、直下式背光源模组及显示
目.0
【背景技术】
[0002]如图1所示,直下式背光源模组主要由点阵排列的光源,如LED发光芯片(LightEmitting D1de,发光二极管)以及位于光源上方的扩散板构成。其中,扩散板(Diffus1nPlate)的作用是将射入的点光源扩散为面光源。其结构可以为如图1所示的结构,即在扩散板主体10上下面上设置多个平行排列的凸条13,以起到对射入的光线进行反射扩散的作用。
[0003]然而,由于凸条呈行列排列,对点光源扩散的效果有限,使得采用上述扩散板的背光源仍然存在一定程度的背光源光强分布不均的问题,导致背光源模组中出现明显的灯影现象(即光源垂直对应的区域背光源光学强度高、光源与光源之间的相邻区域背光源光学强度低),影响显示面板的画面品质;同时,由于点光源经过扩散板后的混合均匀性不够理想,故需要通过增加扩散板入光面与光源之间的间距(即混光高度)的方式来削弱点光源经过扩散板后光学强度分布不均的差异,导致现有技术提供的直下式背光源模组整体厚度较大,难以进一步满足目前市场对薄型化显示装置的需求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的实施例提供一种扩散板、直下式背光源模组及显示装置,采用该扩散板可提高对点光源的扩散均匀性,减小背光源模组中出现明显的灯影现象;并进一步降低混光高度,减小直下式背光源模组整体厚度,满足薄型化显示装置的需求。
[0005]为达到上述目的,本实用新型的实施例采用如下技术方案:
[0006]一方面、本实用新型实施例提供了一种扩散板,所述扩散板包括:扩散板主体;所述扩散板具有相对设置的入光面和出光面;其中,所述入光面具有多个与光源垂直相对的入射区域,所述入射区域上具有多个第一凹点和/或多个第一凸点;所述出光面上具有多个第二凹点和/或多个第二凸点;所述第一凹点和所述第二凹点的开口面积为π.Φ/2)2;所述第一凸点和所述第二凸点的底面面积为π.(D/2)2;3i为圆周率,D取值为5?300 μ m0
[0007]优选的,所述入射区域上具有多个所述第一凹点;所述出光面上具有多个所述第二凹点。
[0008]作为一种可选的方式,所述第一凹点的形状为圆锥形、或半球形、或半椭球形;其中,所述D为所述第一凹点开口的直径。
[0009]进一步优选的,所述第一凹点的形状为圆锥形,且所述圆锥形的顶点与所述圆锥形的底面圆心不重叠。
[0010]进一步优选的,所述第一凹点的深度均相同;或者,位于所述入射区域四周边缘处的第一凹点的深度大于位于所述入射区域内部的第一凹点的深度。
[0011]作为另一种可选的方式,所述第二凹点的形状为圆锥形、或半球形、或半椭球形;其中,所述D为所述第二凹点开口的直径。
[0012]进一步优选的,所述第二凹点的形状为圆锥形,且所述圆锥形的顶点为圆弧倒角结构;其中,所述圆弧倒角的角度为10?60°。
[0013]在上述基础上优选的,所述第一凹点或所述第一凸点均匀分布在所述入射区域上;和/或,所述第二凹点或所述第二凸点均匀分布在所述出光面上。
[0014]在上述基础上优选的,所述扩散板主体中分散有扩散粒子。
[0015]另一方面、本实用新型实施例还提供了一种直下式背光源模组,所述直下式背光源模组包括:光源以及上述任一项所述的扩散板。
[0016]优选的,当混光高度为10?20mm时,D取值为5?80 μ m ;当混光高度为5?1mm时,D取值为50?100 μπι ;当混光高度为0.5?5mm时,D取值为100?300 μπι;其中,所述混光高度为所述扩散板的入光面与所述光源之间的间距。
[0017]优选的,所述混光高度为1.5mm,所述D取值为0.1mm ;或者,所述混光高度为
0.5mm,所述D取值为0.3mm。
[0018]再一方面、本实用新型实施例还提供了一种显示装置,所述显示装置包括上述任一项所述的直下式背光源模组。
[0019]基于此,通过本实用新型实施例提供的上述扩散板,由于在与光源垂直相对的入射区域上设置有分散的多个第一凹点和/或第一凸点,相对的在出光面上也设置有分散的多个第二凹点和/或第二凸点,从而在入光面与出光面上形成了连续的凹凸不平的非平面,因而相比于现有技术提供的凸条(此处可参考图1),连续的凹点和/或凸点与光源发出的光线相接触的程度更高,因此对光源射出光线的反射率更大,从而减小了背光源光强分布不均的问题,避免背光源模组中出现明显的灯影现象,保证显示面板的画面品质。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为现有技术提供的一种扩散板的立体结构示意图;
[0022]图2为现有技术提供的一种直下式背光源模组的剖面结构示意图;
[0023]图3为本实用新型实施例提供的一种扩散板沿垂直于板面方向的剖面结构示意图;
[0024]图4为现有技术提供的一种扩散板对点光源扩散效果的光学模拟图;
[0025]图5为本实用新型实施例提供的一种扩散板对点光源扩散效果的光学模拟图一;
[0026]图6为本实用新型实施例提供的一种扩散板对点光源扩散效果的光学模拟图二;
[0027]图7为图3中局部结构的放大示意图一;
[0028]图8为图3中局部结构的放大示意图二。
[0029]附图标记:
[0030]01-扩散板;10-扩散板主体;11-入光面;lla_入射区域;110_第一凹点;12_出光面;120-第二凹点;13_凸条;02_光源。
【具体实施方式】
[0031 ] 下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0032]需要指出的是,除非另有定义,本实用新型实施例中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本实用新型所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解,诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义,而不应用理想化或极度形式化的意义来解释,除非这里明确地这样定义。
[0033]并且,本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中所使用的术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0034]本实用新型实施例提供了一种扩散板01,如图3所示,该扩散板01包括:扩散板主体10 ;该扩散板01具有相对设置的入光面11和出光面12 ;其中,入光面11具有多个与光源02垂直相对的入射区域11a,入射区域Ila上具有多个第一凹点110和/或多个第一凸点;出光面12上具有多个第二凹点120和/或多个第二凸点;第一凹点110和第二凹点120的开口面积为.(D/2)2;第一凸点和第二凸点的底面面积为.(D/2) 2; π为圆周率,D取值为5?300 μ m。
[0035]需要说明的是,第一、扩散板主体10可采用聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸 乙二醇酯(PET)、压克力(PMMA)、丙烯酸(MMA)等透光性聚合材料或合成材料构成。
[0036]其中,扩散板主体10中进一步可分散有扩散粒子(如树脂或亚克力球),以进一步提高对射入扩散板主体10内部的光线的反射率。
[0037]第二、参考图3所示,入射区域Ila是指与光源02垂直相对的入光面11中的区域,该区域可以与光源02的面积相同,或大于光源02的面积。
[0038]由于应用于背光源模组中的光源02通常为LED发光芯片,其发光具有一定的角度范围(通常为120°的扇形)。因此,为了使得第一凹点110和/或第一凸点尽可能多地与光源02发出的光线相接触,以提高对光线的反射率,本实用新型实施例优选为入射区域Ila的面积略大于光源02的面积。
[0039]第三、上述的第一凹点110和第二凹点120,其开口的图形可以为圆形、椭圆形、多边形等;上述的第一凸点和第二凸点的底面图形也可以为圆形、椭圆形、多边形等,具体不作限定。
[0040]示例的,可以采用例如注塑、激光打点、丝网印刷等多种方式来形成上述凹点、或凸点结构。
[0041]这里,当开口或底面图形具体为圆形时,上述的凹点或凸点具体则为圆锥形、半球形、半椭球形等;其中,上述面积表达式:π.(D/2)2中的D即为上述图形中开口或底面圆形的直径。
[0042]并且,上述入射区域Ila可以仅包括多个第一凹点110,或仅包括多个第一凸点,也可以既包括有第一凹点I1也包括有第一凸点。
[0043]这里,考虑到应尽可能地使光源02射入扩散板01中的光线得到均匀地反射,因此,第一凹点110或第一凸点是均匀分布在入射区域Ila上的,即在上述入射区域Ila中,仅包括多个第一凹点110,或仅包括多个第一凸点。
[0044]同样的,上述出光面12可以仅包括多个第二凹点120,或仅包括多个第二凸点,也可以既包括有第二凹点120也包括有第二凸点。
[0045]这里,考虑到应尽可能地使光源02射入扩散板01中的光线得到均匀地反射,因此,第二凹点120或第二凸点是均匀分布在出光面12上的,即在上述出光面12中,仅包括多个第二凹点120,或仅包括多个第二凸点。
[0046]需要指出的,本实用新型实施例对第一凹点110和/或第一凸点的数量不作限定,应根据光源02的大小以及第一凹点110的开口面积和/或第一凸点的底面面积灵活调整第一凹点110和/或第一凸点的数量。
[0047]同样的,本实用新型实施例对第二凹点120和/或第二凸点数量不作限定,应根据扩散板主体10的尺寸以及第二凹点120的开口面积和/或第二凸点的底面面积灵活调整第二凹点120和/或第二凸点数量。
[0048]基于此,通过本实用新型实施例提供的上述扩散板01,由于在与光源02垂直相对的入射区域Ila上设置有分散的多个第一凹点110和/或第一凸点,相对的在出光面12上也设置有分散的多个第二凹点120和/或第二凸点,从而在入光面11与出光面12上形成了连续的凹凸不平的非平面,因而相比于现有技术提供的凸条(此处可参考图1),连续的凹点和/或凸点与光源02发出的光线相接触的程度更高,因此对光源02射出光线的反射率更大,从而减小了背光源光强分布不均的问题,避免背光源模组中出现明显的灯影现象,保证显示面板的画面品质。
[0049]并且,由于采用本实用新型实施例提供的上述扩散板01对点光源转化为面光源的混合均匀性较优,故可以减小扩散板01入光面11与光源02之间的混光高度,以减小直下式背光源模组的整体厚度,可进一步满足目前市场对薄型化显示装置的需求。
[0050]在上述基础上,经过光学模拟得出,相比与凸点结构,凹点结构对光源02射入的光线反射效果更优。因此,进一步优选的,入射区域Ila上具有多个上述的第一凹点110 ;出光面12上具有多个上述的第二凹点120。
[0051]相比于图1中所示的扩散板上下面上的凸条结构,本实用新型实施例提供的上述扩散板01中的连续的第一凹点110和第二凹点120具有更大的表面积,当光源02发出的光线射到这些凹点的表面时,光线会发生反射而向四周各个角度扩散,使得光线发生漫反射,提高了扩散板01整体对光线的反射率,从而降低了从扩散板射出的光线出现明显灯影现象的程度。
[0052]进一步的,由于现有技术提供的扩散板实现将点光源转化为面光源也可以是通过以下方式,即:在扩散板主体10的上、下侧的入光面11、出光面12上涂覆有扩散粒子(如亚克力球),通过球状扩散粒子将射入的光线扩散为面光源。然而,受限于扩散粒子的涂覆工艺等各种因素,现有技术提供的这样一种扩散板对光源扩散的均匀性也较差,也会导致背光源光强分布不均,出现灯影问题,影响显示面板的画面品质。
[0053]而本实用新型实施例提供的上述具有连续的第一凹点110和第二凹点120的扩散板01结构较图2所示的现有技术提供的另一种扩散板对光源02也具有更好的扩散混合效果O
[0054]这里,为了更为清楚、直观地体现出本实用新型实施例提供的上述扩散板01对光源02的扩散混合效果,下面提供两幅光学模拟图,如图4所示的光学模拟图,为现有技术提供的一种上下表面涂覆有扩散粒子的扩散板对点光源(以LED发光芯片为例)扩散效果的光学模拟图;其中,测试条件为:混光高度1.5mm ;如图5所示的光线模拟图,为本实用新型实施例提供的一种扩散板对点光源扩散效果的光学模拟图一;其中,测试条件为:混光高度1.5mm ;以第一凹点110和第二凹点120的开口图形均为圆形为例,其中,圆形的直径D的取值为100 μπι。
[0055]在上述模拟图中,紫色区域代表混光亮度最高,其次是蓝色区域,最后是绿色区域;紫色区域和绿色区域分布越明显说明扩散板对光源扩散的亮度差异也越大。可以看出,在混光高度均为1.5mm的相同条件下,采用现有技术提供的扩散板对光源进行扩散混合后,对应于LED发光芯片位置的光学能量与LED发光芯片之间能量差异较大,导致背光源模组中整体光学强度能量分布不均,造成显示面板的画面品质不良;而采用本实用新型实施例提供的上述扩散板01对光源进行扩散混合后,LED发光芯片发出的光线被扩散板01反射了 70%,吸收了 30%,S卩,提高了与LED发光芯片垂直对应的入射区域Ila的雾度值,增大了 LED发光芯片之间的光线透过率,背光源模组中光学能量分布更为均匀,显示的画面品质更好。
[0056]这里,扩散板雾度值定义为扩散透过率与全光线透过率的比值;其中,全光线透过率为平行透过率与扩散透过率之和。
[0057]进一步的,对上述图4与图5的光学模拟效果进行对比可知,由于上述扩散板01对光源02的扩散混合效果较优,因此可适当减小扩散板01与光源02之间的混光高度,进一步降低直下式背光源模组整体厚度,满足目前市场对薄型化显示装置的需求。
[0058]例如,可以适当降低混光高度,并调节第一凹点110和第二凹点120的开口面积,或者第一凸点和第二凸点的底面面积(即调节D取值)来达到在降低混光高度的同时保持较优的混光效果的目的。
[0059]如图6所示,当混光高度降低为0.5mm时,相应地调节D的取值为0.3mm,使LED发光芯片发出的光线被扩散板01反射80 %,吸收20 %,从而使得在降低混光高度的同时保持直下式背光源模组的整体光学能量分布均匀。
[0060]S卩,混光高度的变化与D取值的变化存在以下关系式:混光高度每减小lmm,D的取值增大2?3倍,即当混光高度减小时,D的取值应相应地增大。
[0061]示例的,当混光高度为10?20mm时,D取值为5?80 μπι ;当混光高度为5?1mm时,D取值为50?100 μm ;当混光高度为0.5?5_时,D取值为100?300 μπι。
[0062]在上述基础上,如图7所示,当第一凹点110的形状为圆锥形时,圆锥形的顶点(图中标记为O1)与圆锥形的底面圆心(图中标记为O2)不重叠,即该圆锥形为不等边的圆锥 形,以进一步提高对光线的反射作用。
[0063]进一步的,参考图3所示,第一凹点110的深度可均相同;或者,如图8所示,位于入射区域Ila四周边缘处的第一凹点110的深度大于位于入射区域Ila内部的第一凹点110的深度。
[0064]这里,入射区域Ila上的第一凹点110的深度均相同或不同是根据光源02的发光强度而设置的。
[0065]当光源02的发光强度较强时,其发光范围内各个区域的光学强度差异较小,因此,入射区域Ila上的第一凹点110可设计的参考图3所示的深度均相同,以降低在扩散板01入光面11上形成多个第一凹点110的工艺复杂度。
[0066]当光源02的发光强度较弱时,由于光源02 (如LED发光芯片)自身具有中心区域光学强度大、四周的边缘区域光学强度小的特特性,因此,在其整体发光强度较弱的情况下,其发光范围内各个区域的光学强度差异则体现的更为明显。在此情况下,入射区域Ila上的第一凹点110的深度可为如图8所示的结构,S卩,位于入射区域Ila边缘处的第一凹点110的深度(图中标记为(I1)大于位于入射区域Ila内部的第一凹点110的凹点深度(图中标记为d2) O
[0067]这样一来,由于位于入射区域Ila四周边缘处的凹点深度大,对光线的反射作用更强,可以提高对光源02的发光强度较弱区域光线的反射;而光源02中心处的发光强度较强,因而对应于这一区域的凹点深度较小,从而利用上述的凹点深度设计改善发光强度较弱的光源02不同区域的光学强度的差异,进一步提高直下式背光源模组的整体光学能量分布O
[0068]需要说明的是,位于入射区域Ila四周边缘处的第一凹点110可能为一圈,也可能为多圈;位于入射区域Ila内部的第一凹点110的数量可能为一个,也可能为多个,应根据入射区域Ila以及光源02的具体尺寸灵活调整,具体不作限定。
[0069]进一步的,当第二凹点120的形状为圆锥形时,参考图7所示,圆锥形的顶点为圆弧倒角结构(图中标记为R);其中,圆弧倒角的角度为10?60°。
[0070]这样一来,由于圆锥形的顶点具有圆弧倒角结构,相比于尖锐的圆锥形顶点,其表面积更大,与光线相接触的也越多,进而对光线的反射扩散效果也越好。
[0071]进一步的,本实用新型实施例还提供了一种直下式背光源模组,参考图3所示,该直下式背光源模组包括:光源02以及上述的扩散板01。
[0072]当然,该直下式背光源模组还可包括底板、反射板、中框等组件,具体可沿用现有技术,在此不再赘述。
[0073]在此基础上,采用本实用新型实施例提供的上述直下式背光源模组,混光高度每减小1mm,D的取值增大2?3倍,以使反射板01对光源02的反射率提高20?40%,从而提高混光效果;其中,混光高度为扩散板01的入光面11与光源02之间的间距。
[0074]具体的,当混光高度为10?20mm时,D取值为5?80 μπι ;当混光高度为5?1mm时,D取值为50?100 μm ;当混光高度为0.5?5_时,D取值为100?300 μπι。
[0075]示例的,当混光高度为1.5mm,孔径为0.1mm ;混光高度减小为0.5mm时,孔径也相应地增大为0.3mm。
[0076]在上述基础上,本实用新型实施例还提高了一种显示装置,该显示装置包括上述的直下式背光源模组。
[0077]当然,该显示装置还包括与该直下式背光源模组相对的液晶显示面板。其中,上述显示装置具体可以是液晶显示装置,可以为液晶显示器、液晶电视、数码相框、手机、平板电脑等具有任何显示功能的产品或者部件。
[0078]需要说明的是,本实用新型所有附图是上述扩散板及包括该扩散板的直下式背光源模组的简略的示意图,只为清楚描述本方案体现了与发明点相关的结构,对于其他的与发明点无关的结构是现有结构,在附图中并未体现或只体现部分。
[0079]以上所述,仅为本实用新型的【具体实施方式】,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种扩散板,所述扩散板包括:扩散板主体;其特征在于,所述扩散板具有相对设置的入光面和出光面; 其中,所述入光面具有多个与光源垂直相对的入射区域,所述入射区域上具有多个第一凹点和/或多个第一凸点; 所述出光面上具有多个第二凹点和/或多个第二凸点; 所述第一凹点和所述第二凹点的开口面积为π.(D/2)2; 所述第一凸点和所述第二凸点的底面面积为π.(D/2)2; Ji为圆周率,D取值为5?300 μ mo2.根据权利要求1所述的扩散板,其特征在于,所述入射区域上具有多个所述第一凹点;所述出光面上具有多个所述第二凹点。3.根据权利要求2所述的扩散板,其特征在于,所述第一凹点的形状为圆锥形、或半球形、或半椭球形;其中,所述D为所述第一凹点开口的直径。4.根据权利要求3所述的扩散板,其特征在于,所述第一凹点的形状为圆锥形,且所述圆锥形的顶点与所述圆锥形的底面圆心不重叠。5.根据权利要求2所述的扩散板,其特征在于,所述第一凹点的深度均相同;或者,位于所述入射区域四周边缘处的第一凹点的深度大于位于所述入射区域内部的第一凹点的深度。6.根据权利要求2所述的扩散板,其特征在于,所述第二凹点的形状为圆锥形、或半球形、或半椭球形;其中,所述D为所述第二凹点开口的直径。7.根据权利要求6所述的扩散板,其特征在于,所述第二凹点的形状为圆锥形,且所述圆锥形的顶点为圆弧倒角结构; 其中,所述圆弧倒角的角度为10?60°。8.根据权利要求1至7任一项所述的扩散板,其特征在于,所述第一凹点或所述第一凸点均匀分布在所述入射区域上;和/或,所述第二凹点或所述第二凸点均匀分布在所述出光面上。9.根据权利要求1至7任一项所述的扩散板,其特征在于,所述扩散板主体中分散有扩散粒子。10.一种直下式背光源模组,其特征在于,所述直下式背光源模组包括:光源以及如权利要求I至9任一项所述的扩散板。11.根据权利要求10所述的直下式背光源模组,其特征在于, 当混光高度为10?20mm时,D取值为5?80 μ m ; 当混光高度为5?1mm时,D取值为50?100 μ m ; 当混光高度为0.5?5mm时,D取值为100?300 μ m ; 其中,所述混光高度为所述扩散板的入光面与所述光源之间的间距。12.根据权利要求11所述的直下式背光源模组,其特征在于, 所述混光高度为1.5mm,所述D取值为0.1mm ; 或者,所述混光高度为0.5mm,所述D取值为0.3_。13.—种显示装置,其特征在于,所述显示装置包括如权利要求10至12任一项所述的直下式背光源模组。
【专利摘要】本实用新型实施例提供了一种扩散板、直下式背光源模组及显示装置,涉及显示技术领域,采用该扩散板可提高对光源的扩散均匀性,减小灯影现象;并进一步降低混光高度,减小直下式背光源模组整体厚度,满足薄型化显示装置的需求。该扩散板包括:扩散板主体;扩散板具有相对设置的入光面和出光面;入光面具有多个与光源垂直相对的入射区域,入射区域上具有多个第一凹点和/或多个第一凸点;出光面上具有多个第二凹点和/或多个第二凸点;第一凹点和第二凹点的开口面积为π·(D/2)2;第一凸点和第二凸点的底面面积为π·(D/2)2;π为圆周率,D取值为5~300μm。用于扩散板及包括该扩散板的直下式背光源模组及显示装置的制备。
【IPC分类】G02F1/13357, F21V5/00
【公开号】CN204717597
【申请号】CN201520465772
【发明人】王培娜, 康亚玲
【申请人】合肥京东方显示光源有限公司, 京东方科技集团股份有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月29日

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