光學元件以及應用該光學元件的背光模組的製作方法
2023-04-26 15:18:46
光學元件以及應用該光學元件的背光模組的製作方法
【專利摘要】一種光學元件，包括導光板、反射器及支撐杆，所述導光板包括上表面、與上表面平行設置的下表面以及連接上表面和下表面的外側面，導光板內還開設貫穿導光板的上表面和下表面的貫孔；反射器包括一與導光板上下表面平行設置的頂面以及由頂面一體向下並向內傾斜延伸的錐形反射面，反射器容置於所述導光板的貫孔之中，反射器的頂面與導光板的頂面相互平齊；支撐杆自反射器的頂面朝向遠離導光板的方向延伸而出。當LED光源容置於光學元件的貫孔內時，該光學元件能將LED光源發出的光線均勻發散為面光源，而且光學元件的支撐杆能代替傳統背光模組中的支架對其他元件形成有效支撐，安裝更加方便。本發明還提供一種應用上述光學元件的背光模組。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及顯示【技術領域】，尤其涉及一種光學元件以及應用該光學元件的背光模 組。 光學元件以及應用該光學元件的背光模組
【背景技術】
[0002] 發光二極體（Light Emitting Diode, LED)作為一種高效的發光源，具有環保、節 能、壽命長等諸多特點，已經被廣泛的運用於各種領域，比如運用於液晶顯示器的背光源之 中。
[0003] 在直下式背光模組中，通常會在LED光源上方放置一光學擴散板以獲得均勻寬廣 的照明，但由於該LED光源發出的光線集中分布於光軸附近，為了提高光學擴散板的利用 效率，通常在LED光源和光學擴散板之間設置若干支架來分隔二者以保留預定的距離，以 使得LED光源發出的光線在照射於光學擴散板上時能獲得較大的照射範圍。
[0004] 然而，由於LED光源具有指向性的特點，該LED光源發出的光線不能充分發散，導 致光線照射於光學擴散板上的照射範圍仍然十分有限，不能充分利用光學擴散板；而且由 於支架需要單獨設置，安裝不方便且不利於降低成本。
【發明內容】
[0005] 有鑑於此，有必要提供一種能將LED點光源發出的光線轉化為發光均勻的面光源 的光學元件以及應用該光學元件的背光模組。
[0006] -種光學元件，用於將LED點光源發出的光線轉化為發光均勻的面光源，該光學 元件包括：導光板，所述導光板包括上表面、與所述上表面平行設置的下表面以及連接所述 上表面和下表面的外側面，所述導光板內還開設貫穿導光板的上表面和下表面的貫孔；反 射器，所述反射器包括一與導光板上下表面平行設置的頂面以及由所述頂面一體向下並向 內傾斜延伸的錐形反射面，所述反射器容置於所述導光板的貫孔之中，所述反射器的頂面 與導光板的頂面相互平齊；支撐杆，所述支撐杆自所述反射器的頂面朝向遠離導光板的方 向延伸而出。
[0007] -種背光模組，包括：光學元件、LED光源以及光學擴散板，所述光學元件用於將 LED點光源發出的光線轉化為發光均勻的面光源，所述光學元件包括：導光板，所述導光板 包括上表面、與所述上表面平行設置的下表面以及連接所述上表面和下表面的外側面，所 述導光板內還開設貫穿導光板的上表面和下表面的貫孔；反射器，所述反射器包括一與導 光板上下表面平行設置的頂面以及由所述頂面一體向下並向內傾斜延伸的錐形反射面，所 述反射器容置於所述導光板的貫孔之中，所述反射器的頂面與導光板的頂面相互平齊；支 撐杆，所述支撐杆自所述反射器的頂面朝向遠離導光板的方向延伸而出； 所述LED光源具有一出光面，所述LED光源收容於所述導光板的貫孔中，所述LED光源 的出光面相對反射器的錐形反射面設置，從LED光源的出光面出射的光線經反射器的反 射面反射後，從導光板對應貫孔的內壁折射入導光板中； 所述光學擴散板位於導光板上方，所述支撐杆遠離導光板的一端抵頂於光學擴散板 上。
[0008] 在上述光學元件及背光模組中，由於導光板內部形成有貫孔以及貫孔內部設置有 反射器，當在貫孔內部設置LED光源時，LED光源所發出的光線將被反射器的錐形反射面所 反射，然後通過導光板對應貫孔的內壁進入至導光板中從而使得LED光源發散為均勻的面 光源；而且支撐杆能代替傳統背光模組中的支架對光學擴散板進行有效支撐，安裝也更加 方便、節省成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 圖1是本發明第一實施例中光學元件的立體分解圖。
[0010] 圖2是本發明第一實施例中光學元件的截面示意圖，其中光學元件的導光板的下 表面及外側面上貼設有反射膜。
[0011] 圖3是本發明第二實施例中光學元件的截面示意圖。
[0012] 圖4是應用圖2中的光學元件的背光模組的截面示意圖。
[0013] 圖5是應用圖3中的光學元件的背光模組的截面示意圖。
[0014] 主要元件符號說明 光學元件 |l00、100a 導光板_110、110a_ 下表面 TTl、llla、161、161a 上表面 112、112a 外側面 TT^、113a 內壁 TTi、114a 貫孔 TT^、115a 反射器 ^120、120a - 頂面 HI、121a 錐形反 122、122a LED 光源 T^0、130a 支撐杆 TI0、140a 反射膜 +150、150a " 光學擴散f 160、160a - 背光模組 1000、1000a 凹槽 1151a 凸緣 1211a 出光面 I^0l、1301a 卡槽 |l611、1611a 如下【具體實施方式】將結合上述附圖進一步說明本發明。
【具體實施方式】
[0015] 請參見圖1至圖2,本發明第一實施例的光學元件100包括導光板110、反射器120 以及支撐杆140。
[0016] 該導光板110包括一上表面112、與該上表面112平行設置的下表面111以及連接 該上表面112和下表面111的外側面113。該導光板110還具有一貫穿導光板110的上表 面112和下表面111的貫孔115。該導光板110的下表面111與外側面113上覆蓋有一反 射膜150 (參見圖2)。該反射膜150自導光板110的下表面111延伸至該導光板110的外 側面113上。該反射膜150覆蓋於該貫孔115對應下表面111處的開口（未標示）上，在其 他實施例中覆蓋於導光板110的下表面111上的反射膜150圍繞貫孔115設置以暴露出該 貫孔115。在本實施例中，該反射膜150為金屬反射膜，優選地該金屬反射膜的材質為金屬 銀並通過電鍍的方式塗覆於該導光板110的下表面111及外側面113上。
[0017] 在本實施例中，該導光板110呈圓盤狀，該貫孔115形成於該導光板110的中央， 該貫孔115為一柱形孔，在其他實施例中該貫孔115的數量、位置及形狀可以根據實際出光 需求作調整，比如該貫孔115為一方形孔，或者該貫孔115為多個且呈環形排布於該導光板 110的中央。
[0018] -反射器120收容於該導光板110的貫孔115之中。該反射器120包括與導光板 110的上表面112和下表面111平行的頂面121以及由頂面121-體向下並向內傾斜延伸 的錐形反射面122。在本實施例中，該錐形反射面122上電鍍一金屬反射層（圖未示）以提 升該錐形反射面122對光線的反射效率，優選地，該金屬反射層的材質為銀。該反射器120 的頂面121與導光板110的頂面121相互平齊。優選地，該反射器120沿導光板110的厚 度方向上的高度小於或等於導光板110的厚度，在本實施例中該反射器120的高度小於該 導光板110的厚度。
[0019] 一支撐杆140自該反射器120的頂面121朝向遠離導光板110的方向向外延伸形 成。該支撐杆140用於代替傳統背光模組中的支架以支撐背光模組中的光學擴散板或擴散 片。在本實施例中，該支撐杆140與反射器120通過注塑的方式一體形成，在其他實施例中 該支撐杆140也可與反射器120分開成型。
[0020] 請參閱圖3,本發明第二實施例的光學元件100a與第一實施例的光學元件100的 不同之處在於：該第二實施例光學元件l〇〇a中該反射器120a的頂面121a周緣設置一凸緣 1211a，該導光板110a的上表面112a於貫孔115a處對應反射器120a的凸緣1211a設有一 環形凹槽1151a，該凹槽1151a與貫孔115a相互連通，該反射器120a的凸緣1211a對應卡 榫於該導光板ll〇a的凹槽1151a中。容易理解地，還可以在凸緣1211a與凹槽1151a的接 合面上設置UV膠(紫外固化膠）或熱固化膠以將反射器120a牢固接合於導光板110a上。
[0021] 圖4為應用圖2中的光學元件100的背光模組1000,該背光模組1000還進一步包 括一 LED光源130以及光學擴散板160。該LED光源130收容於該貫孔115中。該LED光 源130具有一出光面1301，該LED光源130的出光面1301相對反射器120的錐形反射面 122設置。該LED光源130出光面1301出射的光線經過反射器120的錐形反射面122反射 後，從導光板110對應貫孔115的環形內壁114折射進入導光板110中，其中入射至導光板 110內的光線經過反射膜150反射後從導光板110的上表面112射出。
[0022] 該光學擴散板160位於導光板110上方。該支撐杆140遠離導光板110的一端抵 頂於該光學擴散板160上。該光學擴散板160朝向該支撐杆140的下表面161的中央對應 該支撐杆140的端部設置一弧形的卡槽1611。該支撐杆140遠離所述導光板110的端部對 應收容於所述卡槽1611內。可以理解地，當背光模組1000中包括多個光學元件100時，每 一個光學元件100的反射器120的頂面121均朝向遠離導光板110的一側一體向外延伸出 一支撐杆140,每一光學元件100對應的支撐杆140均抵頂於光學擴散板160的下表面161 上。
[0023] 圖5為應用圖3中的光學兀件100a的背光模組1000a，該背光模組1000a與背光 模組1000的不同之處在於：該背光模組1000a中該反射器120a的頂面121a周緣設置一凸 緣1211a，該導光板110a的上表面112a於貫孔115a處對應反射器120a的凸緣121 la設有 一環形凹槽1151a，該凹槽1151a與貫孔115a相互連通，該反射器120a的凸緣1211a對應 卡榫於該導光板ll〇a的凹槽1151a中。容易理解地，還可以在凸緣1211a與凹槽1151a的 接合面上設置UV膠或熱固化膠以將反射器120a牢固接合於導光板110a上。
[0024] 在上述光學元件100、100a及背光模組1000、1000a中，由於導光板110、110a內部 形成有貫孔115、115a以及貫孔115、115a內部設置有反射器120、120a，當在貫孔115、115a 內部設置LED光源130、130a時，LED光源130、130a所發出的光線將被反射器120、120a的 錐形反射面122、122a所反射，然後通過導光板110、110a對應貫孔115、115a的內壁114、 114a進入至導光板110、110a中從而使得LED光源130、130a發出的光線均勻發散為面光 源；而且上述光學元件100、l〇〇a及背光模組1000、1000a中支撐杆140、140a能代替傳統背 光模組中的支架對光學擴散板160、160a進行有效支撐，安裝也更加方便、節省成本。
[0025] 可以理解的是，對於本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術構思做 出其它各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬於本發明權利要求的保護範 圍。
【權利要求】
1. 一種光學元件，所述光學元件用於將LED點光源發出的光線轉化為發光均勻的面 光源，其特徵在於：所述光學元件包括： 導光板，所述導光板包括上表面、與所述上表面平行設置的下表面以及連接所述上表 面和下表面的外側面，所述導光板內還開設有貫穿導光板的上表面和下表面的貫孔； 反射器，所述反射器包括與導光板上下表面平行設置的頂面以及由所述頂面一體向下 並向內傾斜延伸的錐形反射面，所述反射器容置於所述導光板的貫孔之中，所述反射器的 頂面與導光板的頂面相互平齊； 支撐杆，所述支撐杆自所述反射器的頂面朝向遠離導光板的方向延伸而出。
2. 如權利要求1所述的光學元件，其特徵在於：所述支撐杆與反射器通過注塑的方式 一體形成。
3. 如權利要求1所述的光學元件，其特徵在於：所述反射器的頂面周緣設置一凸緣，所 述導光板的上表面於貫孔處對應所述反射器的凸緣設有環形凹槽，所述凹槽與貫孔相互連 通，所述反射器的凸緣對應卡榫於所述導光板的凹槽中。
4. 如權利要求1所述的光學元件，其特徵在於：所述導光板呈圓盤狀，所述貫孔位於導 光板的中央。
5. 如權利要求1所述的光學兀件，其特徵在於：所述導光板的的下表面與外側面上設 置有一反射膜。
6. 如權利要求5所述的光學元件，其特徵在於：覆蓋於導光板的下表面上的反射膜圍 繞貫孔設置以暴露出該貫孔。
7. 如權利要求5所述的光學元件，其特徵在於：所述反射膜為金屬反射膜，該金屬反射 膜的材質為銀並通過電鍍的方式形成於導光板的下表面與外側面上。
8. 如權利要求1所述的光學元件，其特徵在於：所述反射器的錐形反射面上形成一金 屬反射層。
9. 一種背光模組，包括光學元件、LED光源及光學擴散板，所述光學元件用於將LED點 光源發出的光線轉化為發光均勻的面光源，其特徵在於：所述光學元件為權利要求1-8項 中任一項所述的光學元件，所述LED光源具有出光面，所述LED光源收容於所述導光板的貫 孔中，所述LED光源的出光面相對反射器的錐形反射面設置，從LED光源的出光面出射的 光線經反射器的反射面反射後，從導光板對應貫孔的內壁處折射進入導光板中；所述光學 擴散板位於導光板上方，所述支撐杆遠離導光板的一端抵靠於光學擴散板上。
10. 如權利要求9所述的背光模組，其特徵在於：所述光學擴散板朝向支撐杆的表面中 央對應支撐杆的端部形成有卡槽，所述支撐杆遠離導光板的端部對應收容於所述卡槽內。
【文檔編號】F21Y101/02GK104121551SQ201310149577
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月26日 優先權日:2013年4月26日
【發明者】陳柏洲 申請人:鴻富錦精密工業（深圳）有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司