專(zhuān)利名稱(chēng)：背光模組和液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種背光模組和采用背光模組的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
液晶顯示器為一種非自發(fā)光顯示裝置，其顯示一般藉由控制光源所發(fā)出光束的通過(guò)或者不通過(guò)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此通常需要采用光源和相應(yīng)的導(dǎo)光裝置，如背光模組，該背光模組可將光源所發(fā)出的光束導(dǎo)向顯示面板。
一般而言為了滿(mǎn)足高亮度以及薄型化的要求，背光模組中光源通常為多組燈管，且組裝在窄小的密閉空間內(nèi)，工作時(shí)該光源散熱量較高，因此在操作時(shí)所產(chǎn)生的熱量無(wú)法順利散發(fā)出去，當(dāng)操作時(shí)間稍長(zhǎng)，很容易造成光源附近的溫度過(guò)高，因而對(duì)背光模組內(nèi)部的元件造成不良影響，如光學(xué)膜片產(chǎn)生收縮，導(dǎo)光板變形或融化，光源在高溫會(huì)產(chǎn)生輝度下降或色坐標(biāo)偏移的現(xiàn)象等。
請(qǐng)參閱圖1，是一種現(xiàn)有技術(shù)背光模組的剖面示意圖。背光模組10包括一光源11、一導(dǎo)光板12、一上增亮片13、一下增亮片14、一擴(kuò)散片15、一反射體16和一金屬框架17。該金屬框架17用于收容固定該反射體16、光源11、導(dǎo)光板12、上增亮片13、下增亮片14和擴(kuò)散片15。
該導(dǎo)光板12包括一光出射面121、與該光出射面121相交的入光面122。該光源12對(duì)應(yīng)該入光面122設(shè)置。
該反射體16為具一收容空腔的長(zhǎng)方體，該長(zhǎng)方體具有一開(kāi)口161，該收容空腔內(nèi)收容該光源11和導(dǎo)光板12，該開(kāi)口161與導(dǎo)光板12的光出射面121對(duì)應(yīng)，該反射體16將光源11和導(dǎo)光板12漏光反射向?qū)Ч獍?2的光出射面121，以增加光的利用率，進(jìn)而提高背光模組10的亮度。該反射體16上對(duì)應(yīng)開(kāi)161依序設(shè)置該下增亮片14、上增亮片13和擴(kuò)散片15，該上增亮片13、下增亮片14和擴(kuò)散片15使光線(xiàn)均勻散射。
由于該平板金屬框架17表面光滑，易反射大量來(lái)自背光模組10內(nèi)部的熱輻射，不利于向外界散熱，因此在操作時(shí)所產(chǎn)生的熱量往往無(wú)法順利散發(fā)出去而會(huì)不斷累積，使得背光模組10內(nèi)的溫度不斷升高，從而損毀背光模組內(nèi)部的元件，進(jìn)而影響采用該背光模組10的液晶顯示器的正常運(yùn)作。

發(fā)明內(nèi)容為解決上述背光模組散熱效果較差的問(wèn)題，有必要提供一種散熱效果較佳的背光模組。
且有必要提供一種采用上述背光模組的液晶顯示器。
一種背光模組，其包括一金屬框架，該金屬框架包括一收容空間，該金屬框架對(duì)應(yīng)該收容空間的表面設(shè)置有微結(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)為次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)。
一種液晶顯示器，其包括一顯示面板和一背光模組，從該背光模組出射的光線(xiàn)進(jìn)入該顯示面板，該背光模組包括一金屬框架，該金屬框架包括一收容空間，該金屬框架對(duì)應(yīng)該收容空間的表面設(shè)置有微結(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)為次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明背光模組的用于收容固定該背光模組其它各個(gè)元件的金屬框架內(nèi)表面設(shè)置有次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)，因此可以防止熱輻射在金屬框架產(chǎn)生反射和高階衍射，從而金屬框架可順利的將背光模組內(nèi)部熱輻射所產(chǎn)生的溫度向外散發(fā)，因此防止背光模組和液晶顯示器內(nèi)部元件的損毀，進(jìn)而保障液晶顯示器的正常運(yùn)作。

圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)背光模組的示意圖。
圖2是本發(fā)明液晶顯示器第一實(shí)施方式剖面示意圖。
圖3是圖2所示液晶顯示器區(qū)域III的放大示意圖。
圖4是圖2所示液晶顯示器框架的部分放大剖面立體示意圖。
圖5至圖9是圖4所示微結(jié)構(gòu)的其它變形的部分剖面立體示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖2，是本發(fā)明液晶顯示器的剖面示意圖。該液晶顯示器2包括一顯示面板30和背光模組20，從該背光模組20出射的光線(xiàn)進(jìn)入該顯示面板30。
該背光模組20包括一光源21、一導(dǎo)光板22、一上增亮片23、一下增亮片24、一擴(kuò)散片25、一反射體26和一金屬框架27。該框架27用于收容固定該反射片26、光源21、導(dǎo)光板22、上增亮片23、下增亮片24和擴(kuò)散片25。
該導(dǎo)光板22包括一光出射面221、與該光出射面221相交的入光面222。該光源22對(duì)應(yīng)該入光面222設(shè)置。
該反射體26為具一收容空腔的長(zhǎng)方體，該長(zhǎng)方體具有一開(kāi)口261，該收容空腔內(nèi)收容該光源21和導(dǎo)光板22，該開(kāi)口261與導(dǎo)光板22的光出射面221對(duì)應(yīng)，該反射體26將光源21和導(dǎo)光板22漏光反射向?qū)Ч獍?2的光出射面221，以增加光的利用率，進(jìn)而提高背光模組20的亮度。該反射體26上對(duì)應(yīng)開(kāi)口261依序設(shè)置該下增亮片24、上增亮片23和擴(kuò)散片25，該上增亮片23、下增亮片24和擴(kuò)散片25使光線(xiàn)均勻散射。
為了較好的散熱，該金屬框架27由熱傳導(dǎo)系數(shù)較高的金屬制成，如型號(hào)為SUS430的不銹鋼、鍍鋅鋼板(SECC)、熱浸鍍鋅鋼板(SGCC)、鋁、鎂、銅、鐵或其合金。
請(qǐng)一并參閱圖3，是圖2所示液晶顯示器2區(qū)域III的放大示意圖。為了減少對(duì)熱輻射的反射而更好的吸收液晶顯示器2內(nèi)部的熱輻射，在該金屬框架27的內(nèi)表面設(shè)置有多個(gè)周期性分布的微結(jié)構(gòu)271。請(qǐng)一并參閱圖4，是金屬框架27的部分放大剖面立體示意圖。該微結(jié)構(gòu)271為一維方波光柵結(jié)構(gòu)，并且該一維光柵結(jié)構(gòu)的周期長(zhǎng)度越小，該金屬框架27的散熱效果越好。
根據(jù)一維光柵方程式Sinθn=Sinθi+n·λΛ]]>(θn為第n階衍射角，θi為入射角，λ為輻射波長(zhǎng)，Λ為光柵周期)，將該微結(jié)構(gòu)271的光柵周期設(shè)置成小于傳輸至該金屬框架27的熱輻射波長(zhǎng)，即一維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)(Sub-wavelength Optical Element，SOE)。由于θi和θn夾角均為銳角，因此Sinθi和Sinθn為0至1間某數(shù)值，即0≤Sinθi≤1，0≤Sinθn≤1，且如上所述λ/Λ＞1，因此由一維光柵方程式可知該微結(jié)構(gòu)271采用一維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)就不會(huì)產(chǎn)生大于等于一階的衍射，因此該金屬框架27上不會(huì)產(chǎn)生高階衍射。而且，該金屬框架27內(nèi)表面上設(shè)置微結(jié)構(gòu)271即其內(nèi)表面不為光滑面，因此產(chǎn)生熱輻射的反射也較小。因此，將微結(jié)構(gòu)271設(shè)置成一維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)，可有效提升該金屬框架27的散熱效果。
根據(jù)黑體輻射公式Iv=2πhv3c21ehv/kT-1[h=6.6256e-34(J·S);]]>k＝1.3805e-23(J/K)；v為波長(zhǎng)、T為溫度、c為光速、Iv為輻射能量]，可計(jì)算得知不同溫度下各波長(zhǎng)的輻射量，由此可知隨著溫度的增高輻射能量頻譜往短波長(zhǎng)移動(dòng)。
為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，可根據(jù)維恩位移定律(Wien’s law)公式vmax=2.82kTh,]]>可計(jì)算出不同溫度下黑體輻射強(qiáng)度量最高的波長(zhǎng)。如表1所示，27℃下黑體輻射強(qiáng)度量最高的波長(zhǎng)為17.019um、60℃下黑體輻射強(qiáng)度量最高的波長(zhǎng)為15.333um、85℃下黑體輻射強(qiáng)度量最高的波長(zhǎng)為14.262um、95℃下黑體輻射強(qiáng)度量最高的波長(zhǎng)為13.874um、100℃下黑體輻射強(qiáng)度量最高的波長(zhǎng)為13.688um、120℃下黑體輻射強(qiáng)度量最高的波長(zhǎng)為12.992um等。
表1不同溫度下黑體輻射能量最高的波長(zhǎng)
如上所述，將該微結(jié)構(gòu)271一維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)的光柵周期設(shè)計(jì)成小于14.262um(即85℃時(shí)黑體輻射能量最高的波長(zhǎng))，如13.874um或13.688um，因此可以抑制85℃和85℃以下溫度主要熱輻射波長(zhǎng)的高階衍射產(chǎn)生，從而可有效控制液晶顯示器2內(nèi)部的溫度。
另外，為了有效抑制該金屬框架27內(nèi)表面對(duì)熱輻射的反射，可將光柵深度/光柵周期的比值控制在1～2.5之間。因?yàn)楣鈻派疃刃∮诠鈻胖芷跁r(shí)，即該光柵深度/光柵周期的比值小于1時(shí)金屬框架27內(nèi)表面對(duì)熱輻射的反射的抑制效果較差，而且在理論上該光柵深度/光柵周期的比值越大越好，但當(dāng)該光柵深度/光柵周期的比值大于2.5時(shí)，由于光柵結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和精度在目前技術(shù)都會(huì)受到限制，因此將光柵深度/光柵周期比值控制在1～2.5之間。該光柵深度/光柵周期的比值1～2.5之間的取值一般也由所采用光柵結(jié)構(gòu)圖案所確定。
一般光源21附近溫度較背光模組20內(nèi)部其它部分溫度高，因此該金屬框架27之與光源21相鄰的微結(jié)構(gòu)271可采用其它結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)熱輻射之散熱?；蛞罁?jù)光源21附近處的熱輻射波長(zhǎng)設(shè)計(jì)光柵周期大小，即與光源21相鄰的微結(jié)構(gòu)271的光柵周期小于金屬框架27其它部分的微結(jié)構(gòu)271的光柵周期。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，由于本發(fā)明液晶顯示器2的用于收容固定該液晶顯示器2各個(gè)元件的金屬框架27內(nèi)表面設(shè)置有微結(jié)構(gòu)271，并且該微結(jié)構(gòu)271是周期小于14.262um的一維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)，因此可以抑制85℃及85℃以上高溫主要熱輻射波長(zhǎng)的高階衍射產(chǎn)生，從而可有效控制液晶顯示器2內(nèi)部的溫度。并且該一維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)的光柵深度/光柵周期比值控制在1～2.5之間，因此可有效抑制該金屬框架27內(nèi)表面對(duì)熱輻射的反射，從而金屬框架27可順利的將液晶顯示器2內(nèi)部熱輻射所產(chǎn)生的溫度向外散發(fā)，因此防止液晶顯示器2內(nèi)部元件的損毀，進(jìn)而保障液晶顯示器2的正常運(yùn)作。
其中，該復(fù)數(shù)微結(jié)構(gòu)271也可以有其它變形，但光柵周期要設(shè)計(jì)成小于14.262um，光柵深度/光柵周期比值控制在1～2.5之間，如圖5所示，該金屬框架37的多個(gè)微結(jié)構(gòu)371可設(shè)計(jì)為正弦波一維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)；如圖6所示，該金屬框架47的多個(gè)微結(jié)構(gòu)471也可以設(shè)計(jì)為三角波一維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)。
還如圖7所示，該金屬框架57的多個(gè)微結(jié)構(gòu)571也可以設(shè)計(jì)為方形二維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)，同樣其光柵周期設(shè)計(jì)成小于14.262um，光柵深度/光柵周期比值控制在1～2.5之間；如圖8所示，該金屬框架67的多個(gè)微結(jié)構(gòu)671也可以設(shè)計(jì)為半圓球形凹陷點(diǎn)陣；如圖9所示，該金屬框架77的多個(gè)微結(jié)構(gòu)771也可以設(shè)計(jì)為半圓球形凸起點(diǎn)陣，也可以設(shè)計(jì)為其它形狀的二維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)，如錐形二維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)或正弦波二維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)等等。
權(quán)利要求
1.一種背光模組，其包括一金屬框架，該金屬框架包括一收容空間，其特征在于該金屬框架對(duì)應(yīng)該收容空間的一表面設(shè)置有微結(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)為次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于該次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)周期為14.262um以下。
3.如權(quán)利要求2所述的背光模組，其特征在于該次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)周期是13.874um。
4.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于進(jìn)一步包括一光源，其收容在該金屬框架的收容空間內(nèi)，該光源附近處的金屬框架內(nèi)表面光柵結(jié)構(gòu)的光柵周期小于其它部分的光柵結(jié)構(gòu)的光柵周期。
5.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于該次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)是一維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的背光模組，其特征在于該一維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)橫截面為下述形狀之一正弦波、三角波和方波。
7.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于該次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)是二維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的背光模組，其特征在于該二維次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)橫截面為下述形狀之一方形凸點(diǎn)、半圓球形凸點(diǎn)和半圓球形凹點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于該次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)的光柵深度/光柵周期比值在1～2.5之間。
10.一種液晶顯示器，其包括一顯示面板和一背光模組，從該背光模組出射的光線(xiàn)進(jìn)入該顯示面板，其特征在于該背光模組是權(quán)利要求1至9項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的背光模組。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種背光模組，其包括一金屬框架，該金屬框架包括一收容空間，該金屬框架對(duì)應(yīng)該收容空間的表面設(shè)置有微結(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)為次波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供采用該背光模組的液晶顯示器。該背光模組和液晶顯示器散熱效果較佳。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1979306SQ20051010231
公開(kāi)日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月9日
發(fā)明者蔡明宏 申請(qǐng)人:群康科技(深圳)有限公司, 群創(chuàng)光電股份有限公司