背光模組的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種背光模組，包括：導光板、設置于該導光板側向的激光光源，其特征在于，所述背光模組還包括設置于激光光源與導光板之間的X棱鏡和至少一個擴散片，所述激光光源發出的光學經過X棱鏡后又穿過至少一個擴散片再進入所述導光板，所述X棱鏡由4個相同的正三棱鏡形成X形，其中，每個正三棱鏡具有第一至第三平面，其中一個正三棱鏡的第一平面正對激光光源設置，所述激光光源發出的光線經過至少一個擴散片形成面光源朝向導光板照射。本實用新型提供的背光模組提高光源發光效率，降低背光功耗，節省成本。
【專利說明】
背光模組
技術領域
[0001]本實用新型屬于顯示器領域，更具體地，涉及一種背光模組。
【背景技術】
[0002]目前，液晶模組顯示器中，背光光源通常采用LED，將LED間隔打在一條FPC上，然而LED光源發光率低、能耗高。為了降低能耗及成本只能在不產生Hotspot的前提下，盡量減少LED使用量;而在亮度方面，多采用增加LED亮度，使用增亮膜片，調整導光板網點等方法來降低光學損耗，增加亮度利用率，然而LED可提升亮度具有局限性，在一些高亮度需求的產品里，LED只能通過增加顆數來達到目的，導光板調版即耗時間，對網點要求也高，增亮膜片也隨著品質提升增加成本。
[0003]激光二極管(LaserD1de，LD)作為一種高效的發光源，具有單色性好，光束發射角度小、發光強度高、體積小、壽命長的等諸多特點，故激光二極管代替LED光源可以提高光源發光效率，降低功耗以及成本。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種背光模組。
[0005]根據本實用新型的一方面，提供一種背光模組，包括:導光板、設置于該導光板側向的激光光源，其特征在于，所述背光模組還包括設置于激光光源與導光板之間的X棱鏡和至少一個擴散片，所述激光光源發出的光學經過X棱鏡后又穿過至少一個擴散片再進入所述導光板，所述X棱鏡由4個相同的正三棱鏡形成X形，其中，每個正三棱鏡具有第一至第三平面，其中一個正三棱鏡的第一平面正對激光光源設置，所述激光光源發出的光線經過至少一個擴散片形成面光源朝向導光板照射。
[0006]優選地，所述導光板具有頂面、與該頂面相對的底面及連接頂面和底面的入光面，所述激光光源發出的光線經過該入光面射入導光板。
[0007]優選地，所述入光面為平面。
[0008]優選地，所述入光面上設置有網點結構。
[0009 ]優選地，所述激光光源由N個激光二極管組成。
[0010]優選地，所述背光模組還包括N-1個反射鏡，分別與N-1個反射鏡以及X棱鏡相對設置，用于使所述反射鏡對應的N-1個激光二極管發出的光線經過所述N-1個反射鏡進入X棱鏡，并經過X棱鏡轉折以平行光線射入擴散片。
[0011 ]優選地，所述背光模組還包括設置在所述激光光源和X棱鏡之間的擴束裝置，用于將激光光源發出的光線擴展成束。
[0012]本實用新型提供的背光模組采用激光光源作為光源，可以減少亮度衰減低，降低能耗，使背光模組的體積小；而且激光光源的波長可調節，顏色也可按照需求隨時進行調節;激光光源的偏振方向可通過半波片調節，提高光源的光利用率。本實施例還利用具有網點結構的導光板使入射到導光板的光線可以均勻輸出。
【附圖說明】
[0013]通過以下參照附圖對本實用新型實施例的描述，本實用新型的上述以及其他目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中:
[0014]圖1示出了本實用新型實施例提供的背光模組的元件及光路示意圖；
[0015]圖2示出了本實用新型另一實施例提供的背光模組的元件及光路示意圖；
[0016]圖3示出了本實用新型實施例中導光板的網點結構的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下將參照附圖更詳細地描述本實用新型的各種實施例。在各個附圖中，相同的元件采用相同或類似的附圖標記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個部分沒有按比例繪制。
[0018]本實用新型可以各種形式呈現，以下將描述其中一些示例。
[0019]圖1示出了本實用新型實施例提供的背光模組的元件及光路示意圖。如圖1所示，所述背光模組100，包括導光板10、設置在該導光板10的側向的激光光源20、設置于所述激光光源20與所述導光板之間的X棱鏡30及至少一個擴散片40。所述激光光源20發出的光線穿過X棱鏡30后又穿過所述擴散片40再進入所述導光板10。
[0020]上述導光板10大致呈一矩形板體，其內的光線射至空氣時會發生全反射的臨界角為β。所述導光板10具有一頂面11和與頂面11相對設置的底面12，以及連接頂面11和底面12并面向所述擴散片40設置的入光面13。所述頂面11和底面12采用黑白膠或刷白漆等方式提高光學利用率。
[0021]在本實施例中，所述入光面13為平面，且設置有網點結構14。如圖3所示，所述網點結構包括多個由鐳射、印刷或撞點等形成的不規則形狀的網點，網點的疏密影響亮度。
[0022 ] 激光光源1可以是脈沖激光(例如YAG激光器、紅寶石激光器)中的脈沖氙燈，半導體栗浦激光(又叫DPSS激光，例如綠色的激光筆)中的半導體激光器，氣體放電激光(例如氦氖激光器、C02激光器)中的放電，化學激光(例如武器級的氧碘激光器)中的化學反應。
[0023]所述X棱鏡30由4個相同的正三棱鏡31-34形成X形，其中，每個正三棱鏡具有第一至第三平面(3nl-3n3)，其中一個正三棱鏡如本實施例中的第一正三棱鏡31的第一平面311正對激光光源20設置，所述激光光源20發出的光線經過所述擴散片40形成面光源朝向導光板照射。
[0024]所述擴散片40用于為顯示器提供一個均勻的面光源。基材需選擇光透過率高的材料如PET/PC/PMMA。一般傳統的擴散膜主要是在擴散膜基材中，加入一顆顆的化學顆粒，作為散射粒子，而現有的擴散板其微粒子分散在樹指層之間，所以光線在經過擴散層時會不斷的再兩個折射率相異的介質中穿過，在此同時光線就會發生許多折射、反射與散射的現象，如此便造成了光學擴散的效果。在本實施例中，擴散片40可以設置多個。
[0025]在一個優選地實施例中，所述背光模組還包括設置在所述激光光源和X棱鏡之間的擴束裝置60，用于將激光光源發出的光線擴展成束。
[0026]在本實施例中，所述擴束裝置60可以為激光擴束鏡，但不限于此。激光擴束鏡可以擴展激光束的直徑，減小激光束的發散角。一束被擴束的光束的發散角，和擴束比成反比例變化。和未經擴束的光束相比，擴束后的光束可被聚焦得更小。從激光器輸出的激光束的光斑尺寸和發散角乘積是光學不變量，近似為一定值。當束腰半徑擴大X倍時，其發散角相應壓縮為原來的1/X。壓縮發散角并不能改善光束質量，光束質量是束腰半徑和發散角的乘積;壓縮發散角的同時將伴隨束腰半徑的增加，則光斑尺寸增大。
[0027]本實用新型提供的背光模組采用激光光源作為光源，可以減少亮度衰減低，降低能耗，使背光模組的體積小；而且激光光源的波長可調節，顏色也可按照需求隨時進行調節;激光光源的偏振方向可通過半波片調節，提高光源的光利用率。本實施例還利用具有網點結構的導光板使入射到導光板的光線可以均勻輸出。
[0028]圖2示出了本實用新型另一實施例提供的背光模組的元件及光路示意圖。如圖2所示，所述背光模組100，包括導光板10、設置在該導光板10的側向的激光光源20、設置于所述激光光源20與所述導光板10之間的X棱鏡30以及至少一個擴散片40。所述激光光源20發出的光線穿過X棱鏡30后又穿過所述擴散片40再進入所述導光板10。
[0029]其中，所述激光光源20由N個激光二極管(21-2n)。下面以三個激光二極管(紅色激光二極管、綠色激光二極管、藍色激光二極管)為例具體說明。
[0030]激光光源20包括紅色激光二極管21、綠色激光二極管22、藍色激光二極管23。不同顏色的激光二極管可以任意排列。
[0031]一種優選的實施方式，如圖2所示，綠色激光二極管22與X棱鏡正對設置，紅色激光二極管21位于綠色激光二極管22的正上方，藍色激光二極管23位于綠色激光二極管22的正下方。
[0032]所述背光模組100還包括第一反射鏡51和第二反射鏡52。其中，第一反射鏡51位于X棱鏡的正上方，并與紅色激光二極管21相對設置;第二反射鏡52位于X棱鏡的正下方，并與藍色激光二極管23相對設置。
[0033]第一反射鏡51用于將紅色激光二極管21發出的光線反射進入X棱鏡，然后經過X棱鏡的折射以平行光線射入擴散片40。
[0034]第二反射鏡51用于將藍色激光二極管23發出的光線反射進入X棱鏡，然后經過X棱鏡的折射以平行光線射入擴散片40。
[0035]上述導光板10大致呈一矩形板體，其內的光線射至空氣時會發生全反射的臨界角為β。所述導光板10具有一頂面11和與頂面11相對設置的底面12，以及連接頂面11和底面12并面向所述擴散片40設置的入光面13。
[0036]在本實施例中，所述入光面13為平面，且設置有網點結構14。如圖3所示，所述網點結構包括多個由鐳射、印刷或撞點等形成的不規則形狀的網點，網點的疏密影響亮度。
[0037]所述X棱鏡30由4個相同的正三棱鏡31-34形成X形，其中，每個正三棱鏡具有第一至第三平面(3nl-3n3)。
[0038]其中，本實施例中的第一正三棱鏡31的第一平面311正對綠色激光二極管21設置，第二正三棱鏡的第一平面321第一正三棱鏡31的第一平面311垂直設置，且朝向第一反射鏡51;第三正三棱鏡的第一平面331第一正三棱鏡31的第一平面311垂直設置，且朝向第二反射鏡52。
[0039]所述擴散片40用于為顯示器提供一個均勻的面光源。基材需選擇光透過率高的材料如PET/PC/PMMA。一般傳統的擴散膜主要是在擴散膜基材中，加入一顆顆的化學顆粒，作為散射粒子，而現有的擴散板其微粒子分散在樹指層之間，所以光線在經過擴散層時會不斷的再兩個折射率相異的介質中穿過，在此同時光線就會發生許多折射、反射與散射的現象，如此便造成了光學擴散的效果。
[0040]在一個優選地實施例中，所述背光模組還包括設置在所述激光光源和X棱鏡之間的擴束裝置60，用于將激光光源發出的光線擴展成束。
[0041]在本實施例中，所述擴束裝置60可以為激光擴束鏡，但不限于此。激光擴束鏡可以擴展激光束的直徑，減小激光束的發散角。一束被擴束的光束的發散角，和擴束比成反比例變化。和未經擴束的光束相比，擴束后的光束可被聚焦得更小。從激光器輸出的激光束的光斑尺寸和發散角乘積是光學不變量，近似為一定值。當束腰半徑擴大X倍時，其發散角相應壓縮為原來的1/x。壓縮發散角并不能改善光束質量，光束質量是束腰半徑和發散角的乘積;壓縮發散角的同時將伴隨束腰半徑的增加，則光斑尺寸增大。
[0042]優選地，所述擴束裝置60包括分別與紅色激光二極管21、綠色激光二極管22以及藍色激光二極管23對應的第一擴束裝置61、第二擴束裝置62以及第三擴束裝置63。
[0043]本實用新型提供的背光模組采用激光光源作為光源，可以減少亮度衰減低，降低能耗，使背光模組的體積小；而且激光光源的波長可調節，顏色也可按照需求隨時進行調節;激光光源的偏振方向可通過半波片調節，提高光源的光利用率。本實施例還利用具有網點結構的導光板使入射到導光板的光線可以均勻輸出。
[0044]依照本實用新型的實施例如上文所述，這些實施例并沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該實用新型僅為所述的具體實施例。顯然，根據以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本實用新型的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本實用新型以及在本實用新型基礎上的修改使用。本實用新型的保護范圍應當以本實用新型權利要求所界定的范圍為準。
【主權項】
1.一種背光模組，包括:導光板、設置于該導光板側向的激光光源，其特征在于，所述背光模組還包括設置于激光光源與導光板之間的X棱鏡和至少一個擴散片，所述激光光源發出的光學經過X棱鏡后又穿過至少一個擴散片再進入所述導光板，所述X棱鏡由4個相同的正三棱鏡形成X形，其中，每個正三棱鏡具有第一至第三平面，其中一個正三棱鏡的第一平面正對激光光源設置，所述激光光源發出的光線經過至少一個擴散片形成面光源朝向導光板照射。2.根據權利要求1所述的背光模組，其特征在于，所述導光板具有頂面、與該頂面相對的底面及連接頂面和底面的入光面，所述激光光源發出的光線經過該入光面射入導光板。3.根據權利要求2所述的背光模組，其特征在于，所述入光面為平面。4.根據權利要求3所述的背光模組，其特征在于，所述入光面上設置有網點結構。5.根據權利要求1所述的背光模組，其特征在于，所述激光光源由N個激光二極管組成。6.根據權利要求5所述的背光模組，其特征在于，所述背光模組還包括N-1個反射鏡，分別與N-1個反射鏡以及X棱鏡相對設置，用于使所述反射鏡對應的N-1個激光二極管發出的光線經過所述N-1個反射鏡進入X棱鏡，并經過X棱鏡轉折以平行光線射入擴散片。7.根據權利要求1所述的背光模組，其特征在于，所述背光模組還包括設置在所述激光光源和X棱鏡之間的擴束裝置，用于將激光光源發出的光線擴展成束。
【文檔編號】G02B6/00GK205608346SQ201620194134
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月14日
【發明人】徐鳴鴿, 王冰清
【申請人】昆山龍騰光電有限公司