专利名称：直下式背光模组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种背光模组，特别是指一种采用灯管的直下式背光模组。
背景技术：
由于液晶显示器具有轻、薄、耗电小等优点，广泛应用于笔记本计算机、移动电话、个人数字助理等现代化信息设备。因为液晶本身不具有发光特性，需要为其提供背光模组以实现显示功能。背光模组可以按结构分为侧光式背光模组和直下式背光模组两种。其中，直下式背光模组主要应用在LCD监视器或液晶电视等领域。
众所周知，直下式背光模组需要具有较高的出光亮度，其出光均匀度要达到预定需求，从而提升采用该背光模组的液晶显示器的色彩对比度、全屏区域亮度效果和整机的可视角度。另外，为适应液晶显示器轻、薄的要求，其结构设计不能太过复杂。
现有技术的直下式背光模组一般包括多个发光二极管组成的光源阵列和置于光源阵列出光面一侧的散射面板。但是，采用发光二极管的直下式背光模组具有以下缺陷发光二极管的价格高，增加直下式背光模组的成本；发光二极管的光场分布呈旋转对称状，出光均匀度难以达到液晶显示器的需求；并且为了匹配散射面板，需要采用多个发光二极管的设计，使得光源阵列体积大、结构复杂且耗电量大，并且当某一发光二极管出现故障时会影响整体出光均匀度。光源发出光束的传输方向，将线光源或点光源转换成面光源出射。
因此，业界发展出采用灯管作为光源的直下式背光模组。一种现有技术直下式背光模组可以参阅公告于1995年12月26日的美国专利第5,479,328号(图1参照)。该直下式背光模组10为液晶显示面板20提供照明，包括螺旋形灯管(Serpentine Tube)12、反射框体14、玻璃基板15、设置在玻璃基板15之上的扩散板17和增亮片18，该螺旋形灯管12嵌套在反射框体14的多个通道(未标示)中。该增亮片18通过空气间隙19和液晶显示面板20相对。
但是，由于该直下式背光模组10单纯采用扩散板17来均匀化出射的光束，即其出光均匀度依赖于扩散板17的品质，其控制较为困难，出光均匀度不够理想。请一并参阅图2，因为灯管12发出的光线的亮度分布和距离平方成反比，该直下式背光模组10出射的光束在扩散板17表面依光线传输距离的不同而形成明暗不均的分布。
另外，该现有技术直下式背光模组10还具有以下缺陷为了尽可能提高出光均匀度，该反射框体14的设计极为不易，增加直下式背光模组10结构的复杂度；该螺旋形灯管12的外形复杂，制作较为困难，并且价格和耗电量较高。
发明内容为了克服现有技术背光模组出光均匀度低、机构设计复杂的缺陷，本发明提供一种出光均匀度高、机构设计简单的直下式背光模组。
本发明解决技术问题的技术方案是提供一种直下式背光模组包括至少一灯管、部分围绕灯管的灯罩、扩散板和反射元件。该至少一灯管和灯罩位于反射元件和扩散板所界定的区域内，并且灯罩位于灯管和扩散板之间，灯管发出的光线经灯罩作用后传输至扩散板并转换成均匀的平面光。
相较单纯采用扩散板来均匀化出射的光束的现有技术，本发明的有益效果是由于本发明直下式背光模组采用位于灯管和扩散板之间的灯罩，灯管发出的光线经灯罩进行透射和折射作用进行均化后再传输至扩散板，可有效提升直下式背光模组的出光均匀度；并且本发明相对现有技术的具多个通道的反射框体而言还具有机构设计简单的优点。
图1是现有技术直下式背光模组的剖视图。
图2是图1所示直下式背光模组的部分光路图。
图3是本发明直下式背光模组的立体图。
图4是图3所示灯罩的立体图。
图5是本发明直下式背光模组的光路示意图。
具体实施方式
请参阅图3，本发明直下式背光模组100包括多个灯管101、部分围绕灯管101的灯罩102、扩散板103和反射元件104。该灯管101和灯罩102位于反射元件104和扩散板103所界定的区域内，并且灯罩102位于灯管101和扩散板103之间，灯管101发出的光线经灯罩102作用后传输至扩散板103并转换成均匀的平面光。
该灯管101可以是冷阴极萤光灯，其相较于其它光源技术具有亮度较高并且发光效率高、管径细、寿命长等优点。该灯管101的管径约为10mm，功率约为8-29w，寿命长达10000hrs，光通量约为35-90lm。
该灯管101的发光原理和日光灯管相似，依靠灯管101内气体原子的能态转换成辐射发光。最常用的放电介质为汞蒸气，灯管101内会填充惰性气体如Ar、Kr、Ne等辅助激活，灯管101内的游离电子被电场加速而激发Ar原子，受激的Ar再使汞原子游离而放出辐射能，主要产生253.7nm和185nm两种紫外光(UV-Radiation)，其中235.7nm的辐射效率最大，经激发管壁的萤光体后发光，通过调整萤光体的配方，可发出不同色温的光线，如偏红或偏蓝以符合不同显示器的要求。
请参阅图4，该灯罩102采用光学透光材质制成，可以选用光学级丙烯酸类聚合物、高分子聚合物、高分子碳化物、玻璃或石英其中之一。该灯罩102大致呈圆弧柱状，包括基材121和其上设置的多个扩散点122，该多个扩散点122是微透镜，依据光线亮度和距离平方成反比的原理分布于基材121表面，即对应光线传输距离较远处的扩散点122较大，且对应光线传输距离较远处的扩散点122也可以分布较密，从而使光线经其折射和透射后均匀化分布，进而提升直下式背光模组100的出光均匀度。当然，该多个扩散点122也可以是印刷在基材121表面的光学透明粒子，其可以是圆球状、椭圆球状或矩形状其中之一。
请再次参阅图3，该扩散板103呈平板状，其功用在于使灯管101发出的光束和经灯罩102传输的光束透过其内部时产生充分散射，从而使光均匀化。该扩散板103一般包括基片和形成于基片的扩散层，基片采用光透过率较高的材料制成，其用以充当扩散层的载体。该扩散层采用一般导光塑料如PMMA(PolymethylMethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)或PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)等制成，同时混杂散射粒子。当然，该扩散层也可以是通过印刷处理方法在基片的表面形成的多个凸出散射点，散射点所采用的材料为高发散光物质，其形状可以是柱状、球状或四面体，可以均匀分布在基片的表面，其使入射的光束发生散射和折射，使光束由扩散板103的表面均匀出射，进而得到平面光。
该反射元件104收容灯管101和灯罩102，并且在表面镀覆反射膜以使投射于其上的光线反射，防止光线自反射元件104的表面逸出，从而提高光能利用率，增加直下式背光模组100的出光亮度。
请一并参阅图5，工作时，灯管101发出光线，部分光线直接入射至灯罩102，其余光线经反射元件104反射后入射至灯罩102和扩散板103，该灯罩102部分包围灯管101，使投射于其上的光线经扩散点122进行透射和折射后传输至扩散板103，扩散板103散射其接收的光线，使其均匀分布于出光区域，形成所需的平面光。
权利要求
1.一种直下式背光模组，包括至少一灯管、扩散板和反射元件，其特征在于其进一步包括部分围绕对应灯管的至少一灯罩，该灯管和灯罩收容在反射元件和扩散板界定的空间内，且灯罩位于灯管和扩散板之间，灯管发出的光线经灯罩作用后传输至扩散板并转换成均匀的平面光。
2.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于该灯罩采用光学透光材质制成。
3.如权利要求2所述的直下式背光模组，其特征在于该灯罩的材质是丙烯酸类聚合物、高分子聚合物、高分子碳化物、玻璃或石英。
4.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于该灯罩呈圆弧柱状。
5.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于该灯罩包括基材和设置于基材的多个扩散点。
6.如权利要求5所述的直下式背光模组，其特征在于该多个扩散点是微透镜。
7.如权利要求5所述的直下式背光模组，其特征在于该多个扩散点的大小随光线传输距离递增。
8.如权利要求5所述的直下式背光模组，其特征在于该多个扩散点的密度随光线传输距离递增。
9.如权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于该多个扩散点是印刷在基材表面的光学透明粒子。
10.如权利要求9所述的直下式背光模组，其特征在于该多个扩散点呈圆球状、椭圆球状或矩形状。
全文摘要
本发明公开一种直下式背光模组。该直下式背光模组包括至少一灯管、部分围绕灯管的灯罩、扩散板和反射元件。该至少一灯管和灯罩位于反射元件与扩散板所界定的区域内，且灯罩位于灯管与扩散板之间，灯管发出的光线经灯罩作用后传输至扩散板并转换成均匀的平面光。本发明直下式背光模组具有较高的出光均匀度，并且机构设计简单。
文档编号G02F1/13357GK1595255SQ0314680
公开日2005年3月16日 申请日期2003年9月11日 优先权日2003年9月11日
发明者陈弥坚 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司