均勻高效的側發光背光源的製作方法
2023-05-02 22:06:16
專利名稱：均勻高效的側發光背光源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光源，更確切地說是涉及一種發光均勻、美觀的高效率側發光背光源，用於液晶LCD顯示器等的背景照明。
國內外現有的側發光背光源，由LED發光晶片和PCB或CCF冷陰極射線管、透光率低於50％的擴散膜、導光板和引出腳(線)構成，導光板下表面有絲印的或壓注的半圓球體，或按一定規律排列的正方形小凹凸體。由於導光板下底面排列了半圓球或正方體，影響光折射率和光反射率，而半球形或正方形的面積並沒有變化，為了保證其透光的均勻性且從LCD上看不到光點，而不得不在導光板的上表面增加透光率很低的擴散膜片，造成該側發光背光源的光效率降低，僅10％-17％左右，比底部發光的LED背光源(25％-38％)還低。而且由於「光源處」處理不好，而出現了發光不均勻的現象。
本實用新型的目的是設計一種均勻高效的側發光背光源，可將發光效率提高到30％-70％，且發光均勻。
本實用新型的目的是這樣實現的，均勻高效的側發光背光源，包括LED發光晶片、光源、導光板、位於導光板下底面處的反射膜、位於導光板上表面處的擴散膜，其特徵在於所述導光板的上表面是鏡面或毛面；所述導光板的下表面熱壓或注塑成形有點狀或條狀的凹坑或凸起，凹坑或凸起按大小規則排列成陣列狀。
所述的凹坑或凸起成曲邊形或成四邊形以上的多邊形。
所述導光板下表面與凹坑面或凸起面相切的面是與光源光線的方向成非平行的長方形或曲邊弧形或四邊形以上的多邊形；所述導光板下表面與凹坑面或凸起面相切面的長邊及虛連其它形狀的最大尺寸所構成的長方形的長邊與光源光線的方向成非平行或垂直。
所述導光板上的凹坑或凸起與導光板下表面相切的面所構成的長方形包括「虛連」接其它形狀的最大尺寸所構成的「長方形」，無光跡邊沿即與光源光線平行的邊的尺寸(由加工工藝所能達到的最小尺寸)不變，或者離光源越近其尺寸就越大(可比有「光跡」的邊沿尺寸大)，離光源越遠的無「光跡」邊的尺寸就越小(或者小於有「光跡」邊沿的尺寸)。
所述導光板上的凹坑或凸起與導光板下表面相切的面，在整個導光板下表面的分布是按一種形狀的凹坑或凸起分布，或按2種形狀的凹坑或凸起混合分布或按2種以上形狀的凹坑或凸起混合分布(由加工工藝和各自的愛好確定)。
所述導光板和光源的放置位置，只要符合光源的光線是從導光板的側邊射入即可，光線從單側邊射入或從兩側邊以上的邊射入或者通過各種途徑反射、折射到導光板的側邊射入，或者通過引出來的導光體(光纖)將光源的光線傳輸到導光板的側邊射入。
所述的導光板下表面的凹坑或凸起的內外表面是光滑面或粗糙毛面或凹凸不平的面。由實際應用和加工工藝確定。
下面結合實施例及附圖進一步說明本實用新型的技術
圖1是均勻高效的側發光背光源立體分解結構示意圖圖2是
圖1中導光板下表面的一種實施例平面結構示意圖圖3是
圖1中導光板下表面的另一種實施例平面結構示意圖參見
圖1、圖2，均勻高效的側發光背光源包括光源LED發光晶片1和PCB2或CCF冷陰極射線管或白熾燈泡2′(也可將LED發光晶片1和PCB2放在圖中燈管2′的位置，即與導光板4垂直的位置，或者將它們通過外接導光體即光纖傳輸到導光板4的側邊，也有的實例是將光源放在兩外側邊或兩個以上的側邊)、反射片3、導光率為85％-98％的導光板4、擴散膜6和引腳7。導光板4的下表面設計成由點狀或長條狀的凹坑或凸起形成的陣列5，如圖2、圖3(圖3中兩側邊光源的對稱分布凹坑和凸起)中所示，導光板4的上表面可設計成鏡面或粗糙的毛面。加設在導光板4上表面處的擴散膜6的透光率為50％-80％。
導光板下表面所設計的點狀或條狀的凹坑或凸起的寬度為0.02mm-2mm，其長度為0.05-4mm，或與導光板長度相同，可根據導光板的面積來定。凹坑與凹坑或凸起與凸起的間隔為0.02-2mm，凹坑或凸起的深度或高度為0.03mm-0.3mm，這些參數的設定可根據使用條件設計，以達到最佳效果。如凹坑或凸起點、條的大小及間隙是根據導光板的厚度、大小及所配合的LCD的透光率來設計的，使由凹坑或凸起按大小規則排列後所形成的導光板表面光分布均勻，且發光效率最高，若使用半透明的LCD，則可大大增加LCD點陣字符的視角和在日光下使用時的反射度。
導光板下表面所設計的凹坑或凸起的大小規律是距離光源越近的凹坑或凸起越小、越疏，距離光源越遠的凹坑或凸起越大、越密，其大小、疏密的變化均可按光源的情況及LCD液晶顯示屏對背光源的要求來設計。
導光板的面積為零點幾乎方釐米至幾百平方釐米，或幾十平方米，導光板的厚度為0.1mm-20mm。
若加工後的側發光背光源發現有局部透光不均勻或光度偏高的現象，則可縮小凹坑或凸起的大小長度及降低其排列密度；當光度偏低時，則可增大凹坑或凸起的大小長度及增加其排列密度。此設計及調整可藉助於電腦完成，就可人為控制該側發光背光源的亮度和發光均勻性。
實施時應注意，並不是導光板上單個凹坑或凸起的面積越大就越亮，實際上凹坑或凸起的形狀與光源光線的方向很有關係，與導光板下表面相切且與光源射出的光線垂直或非平行方向的凹坑面或凸起面，其切面(線)的邊沿線處才有折射和反射光跡，垂直線上的光能量最大，而其它與光線平行的切面(線)邊沿是不會有折射光和反射光的。即導光板下表面與凹坑面或凸起面相切的邊沿且與光源射出的光線成非平行和垂直的邊沿上才有光線折射和反射出來，且成垂直的邊沿上的光最強，而與光線成平行的凹坑或凸起切面邊沿上均無光。根據此原理，可將凹坑或凸起的不發光的邊沿長度設計得越小越好(由加工工藝決定)，從而能設計出最高效率的側發光背光源。
本實用新型的技術除可用於LCD的背光源外，還可用於鐘錶的背景光源、電子產品控制面板上按鈕的背景光照明及美觀裝飾，如手機按鍵、電話按鍵等各種通訊產品、電子儀器及家用電器上按鍵的背景光源；各種指示標牌、燈箱圖片的背景照明、背景光源等。
權利要求1.一種均勻高效的側發光背光源，包括LED發光晶片、光源、導光板、位於導光板下底面處的反射膜和位於導光板上表面處的擴散膜，其特徵在於所述導光板的上表面是鏡面或毛面；所述導光板的下表面熱壓或注塑成形有點狀或條狀的凹坑或凸起，凹坑或凸起按大小規則排列成陣列狀。
2.根據權利要求1所述的均勻高效的側發光背光源，其特徵在於所述的凹坑或凸起成長方形或曲邊形或成四邊形以上的多邊形。
3.根據權利要求1所述的均勻高效的側發光背光源，其特徵在於所述導光板下表面與凹坑面或凸起面相切的面是與光源光線的方向成非平行的長方形或曲邊弧形或四邊形以上的多邊形；所述導光板下表面與凹坑面或凸起面相切面的長邊及虛連其它形狀的最大尺寸所構成的長方形的長邊與所述光源光線的方向成非平行或垂直。
4.根據權利要求1所述的均勻高效的側發光背光源，其特徵在於距離所述光源越近的凹坑或凸起越小越疏，距離光源越遠的凹坑或凸起越大越密。
5.根據權利要求1所述的均勻高效的側發光背光源，其特徵在於所述導光板上的凹坑或凸起與導光板下表面相切的面所構成的長方形及虛連接其它形狀的最大尺寸所構成的長方形無光跡邊沿與光源光線平行的邊的尺寸不變，且離光源越近沿尺寸越大，離光源越遠的無光跡邊的尺寸小於有光跡邊沿的尺寸。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的均勻高效的側發光背光源，其特徵在於所述凹坑或凸起的寬度為0.02mm-2mm，所述凹坑或凸起的長度為0.05-4mm，凹坑與凹坑或凸起與凸起的間隔為0.02-2mm，所述凹坑或凸起的深度或高度為0.03mm-0.3mm。
7.根據權利要求1或2或3或4所述的均勻高效的側發光背光源，其特徵在於所述凹坑或凸起的長邊沿長度與所述的導光板長度或寬度相同，或小於導光板的長、寬度。
8.根據權利要求1所述的均勻高效的側發光背光源，其特徵在於所述導光板的面積為零點幾平方釐米至幾百平方釐米，或幾十平方米，導光板的厚度為0.1mm-20mm。
9.根據權利要求1或2或3或4或5所述的均勻高效的側發光背光源，其特徵在於導光板的凹坑或凸起與導光板下表面相切的面，按一種形狀的凹坑或凸起分布或按2種形狀的凹坑或凸起混合分布或按2種以上形狀的凹坑或凸起混合分布在導光板下表面上。
10.根據權利要求1所述的均勻高效的側發光背光源，其特徵在於所述光源的光線從所述導光板的側邊射入。
11.根據權利要求1或2或3或4或5所述的均勻高效的側發光背光源，其特徵在於所述導光板下表面的凹坑或凸起的內外表面是光滑面或粗糙毛面或凹凸不平的面。
專利摘要本實用新型涉及一種側發光背光源，用作LCD液晶顯示器等的背景光源。包括LED發光晶片、由PCB或CCF冷陰極射線管或白熾燈泡構成的光源、導光率為85%—98%的導光板、位於導光板上方的擴散膜和位於導光板下的反射膜。導光板的上表面為鏡面或毛面，導光板的下表面有熱壓或注塑成型的點狀或條狀凹坑或凸起。導光板下表面與凹坑或凸起面相切且與光源光線成非平行或垂直的邊沿折、反射光，而成平行的邊沿則無光。
文檔編號G02F1/1335GK2336378SQ9820148
公開日1999年9月1日 申請日期1998年3月2日 優先權日1998年3月2日
發明者宋義 申請人:宋義