扩散板及直下型背光源

技术领域

本发明涉及背光模组技术领域，特别涉及一种扩散板及直下型背光源。

背景技术

背光源为液晶显示器面板的关键零组件之一，其功能在于供应充足的亮度与分布均匀的光源，使液晶显示器面板能正常显示影像。如今，在车载的FPD(平板显示器)中，正在由侧入型的背光源向通过Local Dimming(区域调光)提高画面品质的直下型背光源转换。在直下型液晶显示器中，作为光源的LED被配置在液晶面板的正下方，为了防止通过画面看到光源亮斑，通常背光源会设置有扩散板，利用扩散板将LED发出的点光源扩散出去，从而使背光源提供亮度均匀且分布均匀的面光源。

但是作为弱点，在直下型背光源中，LED与扩散板之间的OD(Optical Distance光学距离)必须要满足一定要求，这是因为LED是点光源，在LED的指向特性上需要有助跑距离来让光线扩展，如果助跑距离不够，就会在LED的垂直方向上出现明显光源亮斑，即出现强烈的明暗不均的情况。

目前，现有扩散板一般都是在其出光面上设置网点结构，利用网点结构将LED发出的光打散，而采用这种网点结构的扩散板出光范围窄，并不能达到遍地出光的效果，其亮度均一性有待于提高，在实际应用时要保证足够的OD，因此通常直下型背光源要比侧入型背光源总体厚度高。为了打破这一局面，有把OD变小的动向，虽然已经开发出各种各样的扩散板，但是目前市场上还没有决定性的产品出现。在树脂材料方面，虽然在用乳白色的树脂等进行了测试，但由于亮度明显下降，还不能作为解决方案。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种扩散板及直下型背光源，能够提升出光的亮度均一性，改善在直下型背光源中出现的光源亮斑问题，实现达到遍地出光的效果，缩短OD距离，使得直下型背光源能够趋向于超薄化。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种扩散板，包括：基体，所述基体具有入光面以及与所述入光面呈相对布置的出光面，所述基体于该入光面及该出光面上均设置有光学微结构，所述光学微结构包含若干呈相交分布的直线型微透镜单元，且所述微透镜单元均凸出于相应的所述入光面/所述出光面设置；每个所述微透镜单元均具有用于调制光折射角度的第一光调制面和第二光调制面，且所述第一光调制面和所述第二光调制面均为倾斜布置的斜面。

作为本发明的进一步改进，以所述出光面上相互垂直的两边所在方向分别定义为第一方向和第二方向，处于所述出光面上的所述微透镜单元分为若干沿所述第一方向延伸的第一微透镜和若干沿所述第二方向延伸的第二微透镜，且若干所述第一微透镜沿所述第二方向排列布置，若干所述第二微透镜沿所述第一方向排列布置。

作为本发明的进一步改进，以与所述第一方向呈夹角θ分布的方向定义为第三方向，及与该第三方向相垂直的方向定义为第四方向，处于所述入光面上的所述微透镜单元分为若干沿所述第三方向延伸的第三微透镜和若干沿第四方向延伸的第四微透镜，且若干所述第三微透镜沿所述第四方向排列布置，若干所述第四微透镜沿所述第三方向排列布置。

作为本发明的进一步改进，所述θ1介于35°和55°之间。

作为本发明的进一步改进，若干所述第一微透镜、若干所述第二微透镜、若干所述第三微透镜及若干所述第四微透镜各自的排列方式均为连续性排列。

作为本发明的进一步改进，所述微透镜单元均为三棱柱形状，所述第一光调制面和所述第二光调制面分别是所述微透镜单元上除与相应的所述入光面/所述出光面贴合的侧面之外的两个侧面。

作为本发明的进一步改进，所述微透镜单元于所述第一光调制面和所述第二光调制面相交而形成的尖端处均设有圆角，且所述圆角介于0和0.5mm之间；或所述微透镜单元于所述第一光调制面和所述第二光调制面相交而形成的尖端处均设有平面。

作为本发明的进一步改进，所述第一光调制面和所述第二光调制面呈对称分布，其之间具有一夹角θ2，所述θ2介于80°和100°之间。

作为本发明的进一步改进，所述微透镜单元的厚度为0.005～0.8mm。

作为本发明的进一步改进，所述基体和所述光学微结构采用高分子透光材质一体注塑成型，且其内部掺杂有扩散粒子和/或乳白色颜料。

本发明还提供一种直下型背光源，包括：上述的扩散板、若干LED和光学膜片，若干所述LED均配置在所述扩散板的所述入光面一侧，所述光学膜片层叠配置在所述扩散板的所述出光面上。

本发明的有益效果是：本发明提供一种扩散板及直下型背光源，通过在扩散板的基体的入光面和出光面均设置有光学微结构，该光学微结构包含若干呈相交分布的直线型微透镜单元，且每个微透镜单元均具有用于调制光折射角度的第一光调制面和第二光调制面，进而使得LED发出的光线经第一光调制面和第二光调制面折射调制后能够达到全方位射出的目的，以改善在直下型背光源中出现的光源亮斑问题，实现遍地出光的效果，消除明暗不均的现象，同时，采用本发明扩散板的直下型背光源能够缩小OD，从而趋向于超薄化，并且亮度均一性也得到了提高。

附图说明

图1为本发明扩散板的立体图；

图2为本发明图1中A的放大图；

图3为本发明扩散板另一视角下的立体图；

图4为本发明扩散板的左视图；

图5为本发明图4中B的放大图；

图6为本发明扩散板另一实施方式的局部放大图；

图7为现有扩散板和本发明扩散板的光扩散模拟图；

图8为现有扩散板和本发明扩散板的光扩散效果图；

图9为本发明直下型背光源的剖面结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1、扩散板；11、基体；101、入光面；102、出光面；103、第一微透镜；104、第二微透镜；105、第三微透镜；106、第四微透镜；1001、第一光调制面；1002、第二光调制面；1003、圆角；1004、平面；2、LED；3、下框；4、PCB；5、反射片；6、扩散膜；7、棱镜片；8、偏光板；9、上框。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的一个较佳实施例作详细说明。

需要说明的是，在本发明中使用的术语是仅仅出于描述具体实施方式的目的，而非旨在限制本发明的保护范围。在本发明的说明书和权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”或“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本发明的说明书以及权利要求书中所使用的，例如“第一”、“第二”以及类似的词语，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分特征的命名。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，本发明中出现的“前”、“后”、“上”、“下”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于某一特定位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语是一种开放式的表述方式，意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面的元件及其等同物，这并不排除出现在“包括”或者“包含”前面的元件还可以包含其他元件。本发明中如果出现“若干”，其含义是指两个以及两个以上，“介于”一词包含数值范围的端点。

实施例一

参阅图1至图8，本发明提供一种扩散板，该扩散板1采用高分子透光材质制成，整体呈现不限于是方形的板状。扩散板1包括基体11，基体11的下表面为入光面101，与下表面相对布置的上表面为出光面102。基体11于该入光面101及该出光面102上均设置有能够折射扩散光线的光学微结构，光学微结构具体均是包含若干呈相交分布的直线型微透镜单元，其中，入光面101上的微透镜单元均凸出于入光面101设置，出光面102上的微透镜单元均凸出于出光面102设置。

具体的，如图1所示，以出光面102上相互垂直的两边所在方向分别定义为第一方向和第二方向，处于出光面102上的微透镜单元分为若干第一微透镜103和若干第二微透镜104，每个第一微透镜103均是沿第一方向延伸至基体11的边缘，且若干第一微透镜103沿第二方向排列布置；每个所述第二微透镜104均是沿第二方向延伸至基体11的边缘，且若干第二微透镜104沿第一方向排列布置；也就是说，第一微透镜103与第二微透镜104呈垂直相交分布。

如图3所示，以与第一方向呈夹角θ1分布的方向定义为第三方向，及与该第三方向相垂直的方向定义为第四方向，处于入光面101上的微透镜单元分为若干第三微透镜105和若干第四微透镜106，每个第三微透镜105均是沿第三方向延伸至基体11的边缘，且若干第三微透镜105沿第四方向排列布置；每个第四微透镜106均是沿第四方向延伸至基体11的边缘，且若干第四微透镜106沿第三方向排列布置；也就是说，第三微透镜105与第四微透镜106呈垂直相交分布。

其中，θ1介于35°和55°之间。

进一步的，第一微透镜103、第二微透镜104、第三微透镜105及第四微透镜106上均具有用于调制光折射角度的第一光调制面1001和第二光调制面1002，且第一光调制面1001和第二光调制面1002均为倾斜布置的斜面。

本申请中，第一微透镜103、第二微透镜104、第三微透镜105及第四微透镜106均为三棱柱形状，均具有处在长棱边上的三个侧面，其中一个侧面用于与相应的入光面101/出光面102贴合，第一光调制面1001和第二光调制面1002分别是微透镜单元上除与相应的入光面101/出光面102贴合的侧面之外的两个侧面。

本实施例中优选的，θ1为45°，即在三维空间上，第一微透镜103与第三微透镜105呈45°夹角分布，第二微透镜104与第四微透镜106呈45°夹角分布，以使得第一微透镜103、第二微透镜104、第三微透镜105和第四微透镜106投影在水平面上的视图呈“米”形网状，进而使得光线经第一光调制面1001和第二光调制面1002折射调制后，可以往八个方向均匀地折射传播到远处，达到全方位射出的目的，以改善在直下型背光源中出现的光源亮斑问题，实现遍地出光的效果，提高亮度均一性。

此外，为了达到更优的出光效果，本申请还采用以下两种实施手段：第一，将本申请中若干第一微透镜103、若干第二微透镜104、若干第三微透镜105及若干第四微透镜106各自的排列方式均配置为连续性排列，即相邻两个之间不存在间隙；第二，将第一光调制面1001和第二光调制面1002设置为对称分布，且其之间的夹角θ2限定在80°和100°之间，优选的，θ2取90°。

进一步的，本申请中第一微透镜103、第二微透镜104、第三微透镜105及第四微透镜106的厚度均为0.005～0.8mm，不仅能够保证光学微结构以注塑方式可以完全转写出来，而且不会对视觉效果造成影响。由于扩散板1厚度通常在2mm以下，如果厚度超过0.8mm的话，视觉就可以看出网点形状，会对视觉效果产生影响。

本申请微透镜单元即第一微透镜103、第二微透镜104、第三微透镜105及第四微透镜106的厚度可根据不同尺寸的扩散板1进行对应设置，一般来说，针对于小尺寸的扩散板1，微透镜单元的厚度通常设置在0.005mm～0.1mm。例如，扩散板1的长、宽、厚为136.6*63.6*0.3mm，微透镜单元的厚度优选为0.01mm，θ1优选为45°，θ2优选为90°，微透镜单元的宽度为0.02mm。而针对于大尺寸的扩散板1，微透镜单元的厚度通常设置在0.1mm～0.8mm。例如，扩散板1的长、宽、厚为290.9*167.4*1.5mm，微透镜单元的厚度优选为0.15mm，θ1优选为45°，θ2优选为90°，微透镜单元的宽度为0.3mm。

本实施例中，基体11和光学微结构采用高分子透光材质一体注塑成型，且其内部掺杂有扩散粒子和/或乳白色颜料，能够使光线通过扩散粒子和/或乳白色颜料达到折射、散射的光学效果，使光线更为均匀扩散。其中，高分子透光材质可以采用但不限于PC、PMMA等，扩散粒子可以采用但不限于硅胶等，乳白色颜料可以采用但不限于氧化钛等。

需要说明的是，附图中的扩散板1仅展示的是局部，并不表示实际扩散板1的尺寸大小。

此外，如图5所示，本申请微透镜单元于第一光调制面1001和第二光调制面1002相交而形成的尖端处均设有圆角1003，且圆角1003介于0和0.5mm之间。或者，如图6所示，本申请微透镜单元于第一光调制面1001和第二光调制面1002相交而形成的尖端处均设有平面1004。圆角1003或是平面1004的设置有利于注塑成型，以保证在注塑时能够将微透镜单元完全转写出来。

以下进一步对本发明达到的效果进行说明：

图7中(a)为现有扩散板的光扩散模拟图，图7中(b)为本发明扩散板的光扩散模拟图，从扩散板射出来的光线(黑色)的动向如图中所示，四处光线较多的部分(虚线圈出部分)为LED位置，可以得出本发明扩散板在微透镜单元的作用下，视觉上可以看出更多的光线往各个方向更加均匀的散射到远处，均匀性得到有效提高，并能够达到抑制光源亮斑的效果。

图8中(c”)为现有扩散板的光扩散效果图，(c’)为现有扩散板在CCD相机下的视觉效果图；图8中(d’)为本发明扩散板的光扩散效果图，(d”)为本发明扩散板在CCD相机下的视觉效果图，由图可以明显看出，本发明扩散板在微透镜单元的作用下，提高了均一性，消除了明暗不均的现象，使得光源亮斑得到明显改善。

实施例二

参阅图9，本发明还提供一种直下型背光源，包括：下框3以及设于下框3内的如实施例一中所述的扩散板1、若干LED2和光学膜片，若干LED2均配置在扩散板1的入光面101一侧，光学膜片层叠配置在扩散板1的出光面102上。

其中，光学膜片包括有扩散膜6、棱镜片7和偏光板8。若干LED2阵列设于PCB4上，PCB4安装在下框3的容置槽体内。此外，PCB4上还设置有反射片5，用于将LED2发出的光向上反射。扩散板1安装在下框3上，且处于若干LED2的正上方，扩散膜6、棱镜片7和偏光板8自下至上依次叠加布置在扩散板1的出光面102上。此外，直下型背光源还包括一上框9，该上框9框设在下框3的顶部。

由于扩散板1能够将光线全方位射出，实现遍地出光的效果，光线越往外扩散，则对LED2发光的助跑距离即OD要求越小，因此采用本发明扩散板1的直下型背光源能够缩小OD，从而趋向于超薄化，同时亮度均一性也得到了提高。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。