導光板和具有該導光板的背光模組的製作方法
2023-09-20 20:52:25 1
專利名稱：導光板和具有該導光板的背光模組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種導光板和具有該導光板的背光模組，尤其是涉及一種用 於液晶顯示器裝置中的導光板和具有該導光板的背光模組。
背景技術：
液晶顯示器(Liquid Crystal Display,簡稱LCD)越來越^皮廣泛地使用， 但是由於液晶本身並不發光，為了達到顯示效果必須為其提供一均勻的面光 源，即背光源。背光模組是提供液晶顯示器中背光源的光學組件，是液晶顯 示器模塊中非常重要的部件。在中小型背光源中，大都採用側光式的背光源。 導光板是將發光二極體(Light Emitting Diode，簡稱LED)、冷陰極螢光燈管 (Cold Cathode Fluorescent Lamp,簡稱CCFL)等光源轉化為均勻面光源的主要 器件，為達到出射光均勻的目的，採用的手段包括在導光板的出射面或者底 面進行網點分布。而網點的加工種類方式、形狀、分布會直接影響到背光模 組的亮度參數。
現有導光板的網點為均勻或者非均勻分布，可為圓形、V型、六角形及 推柱形等各種形狀。目前公知的導光板的網點結構的製作方法有印刷式或者 非印刷式的化學蝕刻、雷射直寫以及光微影技術，但通過上述製作方法得到 的導光板的網點結構大都為散射型的網點結構，對入射光基本上都是散射的 效果，這樣最後出射光會向四面八方出射，從而導致人們所希望的正面亮度 不高。 一種處理方法是通過增量膜(Brightness Enhancement Film,簡稱BEF) 將光向正面視角內聚集，但是增量膜會造成大量光能的損失，最後導致背光 模組的光效較低。
現有的散射型的網點結構設計的缺陷可以通過採用鏡面加工技術來克服，使得得到的導光板的網點表面是光滑的，反射光會完全按照設定的方向 行進，出射光會服從特定的分布，如圖1所示，是現有鏡面網點背光模組的
結構及光學示意圖。其中，該背光模組包括一光源lO和一導光板ll，該導 光板11包括一入射面12,所述光源IO發出的光線16通過該入射面12入射 到導光板11內； 一反射面13，該反射面13分布有網點14,該網點14具有 一光學反射面141，用於反射進入導光板ll內的光線16,其中，所述反射面 13與光學反射面141之間的夾角為20度到50度； 一出射面15，經光學反射 面141反射的光線16通過該出射面15射出該導光板11。如圖2A和圖2B所 示，是反射面13與光學反射面141之間夾角為25度和45度的網點的光學示 意圖，從導光板11的出射面15出射的光線16大部分位於中間靠後的位置， 而非垂直於導光板ll的方向，不能產生最理想的聚光效果，從而不能達到更 高的正面輝度。
發明內容
本發明的目的是提供一種導光板和具有該導光板的背光模組，可以產生
更理想的聚光效果，達到更高的正面輝度。
為了實現上述目的，本發明提供了一種導光板，包括 入射面，光源發出的光通過該入射面入射到導光板內； 反射面，該反射面分布有網點，該網點具有光學反射面和光學修正面，
所述光學反射面用於反射進入導光板內的光線，所述光學修正面用於將該光
學反射面反射的光線進行修正後出射；
出射面，所述光學修正面反射後的光線通過該出射面出射出導光板。 所述網點矢量性分布在所述反射面上。
所述矢量性分布的網點包括同心圓分布網點，矢量性隨 分布的網點或 者橢圓形類矢量性分布的網點。的夾角，所述反射面與光學反射面之間的夾角為20度到50度，所述反射面 與光學修正面之間的夾角為50度到80度。
為實現上述目的，本發明還提供一種具有上述導光板的背光模組，包括
光源和導光板，該導光板包括
入射面，光源發出的光通過該入射面入射到導光板內； 反射面，該反射面分布有網點，該網點具有光學反射面和光學修正面， 所述光學反射面用於反射進入導光板內的光線，所述光學修正面用於將該光 學反射面反射的光線進行修正後出射；
出射面，所述光學修正面反射後的光線通過該出射面出射出導光板。 本發明提供了一種導光板和具有該導光板的背光模組，光源發出的光通 過導光板的入射面入射到網點的光學反射面，網點的光學修正面對光學反射 面反射出的不符合要求的光進行修正，使從導光板出射面出射的光更有效地 集中在正面視角內，並減少了增亮膜的使用，從而可以提高背光模組的光效， 產生更理想的聚光效果，達到更高的正面輝度。
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為現有背光才莫組的結構及光學示意圖； 學示意圖2B為現有導光板中反射面與光學反射面之間夾角為45度的網點的光 學示意圖3為本發明的導光板的結構示意圖； 圖4為本發明的導光板中網點的結構示意圖； 圖5為本發明的背光模組的結構及光學示意圖； 圖6為本發明的背光模組中網點的光學示意圖；圖7為本發明的背光模組中同心圓分布的網點的排列示意圖8為本發明的背光模組中矢量性隨機分布的網點的排列示意圖9為本發明的背光模組中橢圓形類矢量性分布的網點的排列示意圖。
具體實施例方式
現有的散射型的網點結構設計的缺陷可以通過採用鏡面加工技術來克 服，使得得到的導光板的網點表面是光滑的，反射光會完全按照設定的方向 行進，出射光會服從特定的分布，如果將主出射方向控制在正面視角內，就 可以將側面光導引到正面並大幅地提高光效，所以出射光擴散和收斂的效果， 以及該導光板是否能均勻發光均與網點的形狀具有密切的關聯性。
如圖3所示，是本發明實施例導光板和導光板中網點的結構示意圖。本 發明實施例的導光板為一平板結構，包括一入射面20，光源發出的光通過該 入射面20入射到導光板內； 一反射面21，該反射面21分布有網點22，該網 點22具有一光學反射面221,用於反射進入導光板內的光線，以及一光學修 正面222,用於將該光學反射面221反射的光線進行修正後出射； 一出射面 23，所述光學修正面222反射後的光線通過該出射面23射出導光板。所述網 點22矢量性分布在反射面21上。所述矢量性分布的網點22包括同心圓分布 的網點，矢量性隨^/L分布的網點或者橢圓形類矢量性分布的網點。
在同心圓分布的網點中，網點在反射面上是規則分布的，在以光源為圓 心的一系列同心圓中，相鄰的同心圓間距隨距光源距離的增加而減少，單個 網點長度可以做適當的隨機處理。在矢量性隨機分布的網點中，網點在反射 面上的位置是隨機的，單個網點長度可以相同也可以不同，但所有網點都垂 直於光線的行進方向。在橢圓形類矢量性分布的網點中，相鄰的橢圓間距可 以相等，也可以隨距光源距離的增加而減少。
為進一步提高該導光板的光學性能，增強其出光輝度的均勻性，該網點 22的分布密度可以沿遠離入射面21的方向逐漸變大，並且該網點22的大小也可沿遠離入射面21的方向逐漸變大。
如圖4所示，是本發明實施例導光板中網點的結構示意圖。本發明實施 例的網點由一第一三稜柱31和一第二三稜柱32組合而成，其中，所述第一 三稜柱31具有一光學反射面311,該第一三稜柱的底角a為20度到50度， 所述第二三稜柱32具有一光學修正面321,該第二三稜柱321的底角p比第 一三稜柱311的底角a大，為50度到80度。所述網點的底角y為50度到 90度。
所述網點可以通過採用超精密工具機機械加工而成，通過選用分別與所述 第一三稜柱31和第二三稜柱32形狀匹配的金剛石刀具，對同一網點加工兩 次即可得到所述網點；或者選用和所述網點形狀匹配的金剛石刀具對同 一網 點一次性加工即可得到所述網點。
可以理解，本發明中網點的結構不限於兩個底角大小不同的三稜柱組合 而成，還可以是其他形狀組合而成，只需保證網點的光學修正面與導光板的 反射面之間的夾角大於網點的光學反射面與導光板的反射面之間的夾角即 可。所述導光板也可為楔型結構，若導光板為楔型結構，則網點的光學反射 面和光學修正面與導光板的反射面之間的夾角根據實際情況進行調整。
如圖5所示，是本發明實施例背光模組的結構及光學示意圖。本發明實 施例的背光模組包括一光源40和一導光板41，該導光板41為一平板結構， 和圖3中導光板的結構相同。所述光源40發出的光線46通過導光板41的入 射面42入射到導光板41內，經由導光板41的反射面43上的網點44後，通 過導光板41的出射面45射出導光板41。所述網點44矢量性分布在反射面 43上。
如圖6所示，是本發明實施例的背光模組中網點的光學示意圖。所述網 點44包括一光學反射面441和一光學修正面442，其中，光線46入射到所 述光學反射面441後，經該光學反射面441反射的光線46入射到所述光學修 正面442,該光學修正面442對入射光線46中不符合要求的部分進行修正後，從導光板41出射面45出射的光就可以大部分集中在正面一見角內，從而達到 了理想的聚光效果。
為了提高導光板射出光束的均勻性，從而提高背光模組的整體性能，本 發明實施例的背光模組中網點矢量性分布在反射面上。所述矢量性分布的網 點包括同心圓分布網點，矢量性隨機分布的網點或者橢圓形類矢量性分布的 網點。
如圖7和圖8所示，分別為本發明的背光模組中僅包括一個光源時，該 背光模組中同心圓分布的網點的排列示意圖和矢量性隨機分布的網點的排列 示意圖。在同心圓分布的網點中，網點在反射面上是規則分布的，在以光源 為圓心的一系列同心圓中，相鄰的同心圓間距隨距光源距離的增加而減少， 單個網點長度可以估文適當的隨^l處理。在矢量性隨才幾分布的網點中，網點在 反射面上的位置是隨才幾的，單個網點長度可以相同也可以不同，但所有網點 都垂直於光線的行進方向。在本發明實施例的背光模組中，該單個光源相對 於導光板入射面的設置位置不限，優選該單個光源設置在導光板入射面的兩 側，如圖7和圖8所示，這樣能保證導光板反射面上的網點大部分都能接收 到光源發出的光線。
如圖9所示，為本發明的背光模組中包括至少兩個光源時，該背光模組 中的網點呈橢圓形類矢量性分布。至少兩個光源不如一個光源容易實現矢量 性的光學效果。將至少兩個光源中最兩端的光源作為焦點，所有網點作以該 兩個光源為焦點的橢圓形類矢量性的分布，在以該兩個光源為焦點的一系列 橢圓中，相鄰的橢圓間距可以相等，也可以隨距光源距離的增加而減少。
本發明提供的導光板和具有該導光板的背光模組，光源發出的光通過導 光板的入射面入射到網點的光學反射面，網點的光學修正面對光學反射面反 射出的不符合要求的光進行修正，使從導光板出射面出射的光更有效地集中 在正面視角內，並減少了增亮膜的使用，從而可以提高背光模組的光效，產 生更理想的聚光效果，達到更高的正面輝度。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其 限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術 人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記栽的技術方案進行修改，或 者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技 術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求
1、一種導光板，其特徵在於包括入射面，光源發出的光通過該入射面入射到導光板內；反射面，該反射面分布有網點，該網點具有光學反射面和光學修正面，所述光學反射面用於反射進入導光板內的光線，所述光學修正面用於將該光學反射面反射的光線進行修正後出射；出射面，所述光學修正面反射後的光線通過該出射面出射出導光板。
2、 根據權利要求1所述的導光板，其特徵在於，所述網點矢量性分布 在所述反射面上。
3、 根據權利要求2所述的導光板，其特徵在於，所述矢量性分布的網 點包括同心圓分布網點，矢量性隨機分布的網點或者橢圓形類矢量性分布的 網點。
4、 根據權利要求3所述的導光板，其特徵在於，所述同心圓分布網點 中相鄰的同心圓間距隨距光源距離的增加而減少。
5、 根據權利要求1所述的導光板，其特徵在於，所述反射面與光學修學反射面之間的夾角為20度到50度，所述反射面與光學修正面之間的夾角 為50度到80度。
6、 一種具有權利要求1-5任一所述的導光板的背光模組，包括光源和 導光板，其特徵在於，該導光板包括入射面，所述光源發出的光通過該入射面入射到導光板內；反射面，該反射面分布有網點，該網點具有光學反射面和光學修正面，所述光學反射面用於反射進入導光板內的光線，所述光學修正面用於將該光學反射面反射的光線進行修正後出射；
7、 根據權利要求6所述的背光模組，其特徵在於，所述網點矢量性分布在所述反射面上。
8、 根據權利要求7所述的背光模組，其特徵在於，所述矢量性分布的 網點包括同心圓分布網點，矢量性隨機分布的網點或者橢圓形類矢量性分布 的網點。
9、 根據權利要求6所述的背光模組，其特徵在於，所述反射面與光學 修正面之間的夾角大於所述反射面與光學反射面之間的夾角，所述反射面與 光學反射面之間的夾角為20度到50度，所述反射面與光學修正面之間的夾 角為50度到80度。
全文摘要
本發明涉及一種導光板和具有該導光板的背光模組。該導光板包括入射面，光源發出的光通過該入射面入射到導光板內；反射面，該反射面分布有網點，該網點具有光學反射面和光學修正面，所述光學反射面用於反射進入導光板內的光線，所述光學修正面用於將該光學反射面反射的光線進行修正後出射；出射面，所述光學修正面反射後的光線通過該出射面出射出導光板。本發明還涉及一種具有上述導光板的背光模組，該背光模組可以產生更理想的聚光效果，達到更高的正面輝度。
文檔編號G02F1/13357GK101672948SQ200810222080
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月8日 優先權日2008年9月8日
發明者萬麗芳, 孫小斌, 張麗蕾, 剛 王, 王慶江, 趙星星, 邵喜斌 申請人:京東方科技集團股份有限公司