導光板、背光模組及顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種導光板及其采用該導光板的背光模組。該導光板包括入光面、與所述入光面相連的出光面，其中：所述入光面設置有兩個或兩個以上的凹入所述入光面的鋸齒結構，所述鋸齒結構垂直于所述出光面。該導光板具有出光均勻，亮度高且光學性能優良等優點。
【專利說明】導光板、背光模組及顯示裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種導光板及其背光模組，尤其涉及一種出光均勻，亮度高且光學性能優良的導光板及其采用該導光板的背光模組。
【背景技術】
[0002]現有背光模組包括光源和導光板，光源相對于導光板的入光面設置，導光板引導光源發出光束的傳播方向，將點光源或線光源轉化為面光源出射。對于LED (發光二極管)側背光的導光板，目前來說，一般米用在相對于光源的導光板的入光面的設有鋸齒結構。如圖1a所不,導光板I是由包括入光面11、與入光面11相連的出光面10構成,并在入光面11設有鋸齒結構13。當光線由LED燈12射出后，經鋸齒結構13被折射而擴散。使得LED燈的光線分散，使得在顯示區(AA區)的顯示均勻。如CN201220079031.7中公開，在導光結構上經過機械加工形成鋸齒結構，使得經過鋸齒后的光更分散均勻。如圖1c所示，光線L經過鋸齒結構13被折射而左右擴散。
[0003]但上述的鋸齒結構的設計存在一定缺陷，需要調整合適的LED燈12相互間距與LED燈12到顯示區(AA區)距離，才能使顯示區亮度均勻分布。其原因為，如圖1b (為圖1a的局部放大圖)所示，由于光線L經過鋸齒結構13后的擴散角度有限，故Led Pitch (LED燈相互間的間距)與LED燈12發光面到顯示區AA垂直距離H必須滿足一定比值，才可以使得有光線L相互間形成暗區DA，不會進入顯示區AA，從而保證顯示區AA的亮度均勻分布。
[0004]具體來說，如圖1b所示是因為:由LED燈12發出的光線L經過鋸齒結構13擴散后折射角α為一定值，A=l/2(Led Pitch)，即A為LED Pitch的半長，B為暗區DA的高度，B必須小于H (LED燈12發光面到顯示區AA垂直距離)，同時要滿足tg α =Α/Β,才能保證顯示區AA的亮度均勻分布。
[0005]繼續參照圖lb，但由于低成本與低功耗要求減少LED燈12的數量，變相增加A，由上面分析可知，則要求B相應增加(負面影響增大外形)，或增加角度α ;另外，由于模組小型化要求縮小外形尺寸，有時會需要減小B，由上分析可知，則要求A相應減小(負面影響增加LED燈12的排布)，或增加角度α。但由于α是一定值，故在此導光板的入光結構一定程度上限制了背光模組低成本低功耗與小型化的發展。
【發明內容】
[0006]針對現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種導光板及其背光模組，該導光板具有出光均勻，亮度高且光學性能優良，減小LED到顯示區距離等優點。
[0007]根據本發明的一個示范性的實施例，提供一種導光板，其包括入光面、與所述入光面相連的出光面，其中:所述入光面設置有兩個或兩個以上的凹入所述入光面的鋸齒結構，所述鋸齒結構垂直于所述出光面。
[0008]優選地，所述導光板用于側背光模組中。
[0009]優選地，所述入光面由折射率不同介質制成或由同一介質制成。一般導光板是由高分子聚合物材料制成的，例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯。對于由折射率不同的介質制成的入光面，可以在入光面不同的部位采用不同的介質制成，例如入光面前端的介質為聚碳酸酯，入光面其他部分的介質為聚甲基丙烯酸甲酯。
[0010]優選地，所述入光面設置有凹入所述入光面的第一鋸齒結構和第二鋸齒結構，所述第一鋸齒結構與所述第二鋸齒結構之間設有一鏤空結構，該鏤空結構中存在空氣介質。
[0011]優選地，所述入光面由折射率不同介質制成，所述入光面設置有凹入所述入光面的第一鋸齒結構和第二鋸齒結構，所述第一鋸齒結構與所述第二鋸齒結構位于不同折射率的介質上，入光面上不設置鏤空結構，不存在空氣介質層。
[0012]優選地，所述鋸齒結構的每個單元結構之間為連續或斷續；每個單元結構之間間距相等或呈梯度變化。
[0013]優選地，所述鋸齒結構的每個單元結構為三角形或半圓形。
[0014]優選地，所述鋸齒結構采用機械二次成型方法設置在入光面上。具體來說，先采用機械加工方式設置第一鋸齒結構，再采用機械加工方式設置第二鋸齒結構。
[0015]根據本發明的一個示范性的實施例，提供一種背光模組，包括光源，還包括，還包括上述的導光板。
[0016]優選地，所述背光模組為側背光模組。
[0017]優選地，所述導光板為平板形或楔形。
[0018]優選地，所述光源為發光二極管或燈泡。
[0019]由經上述的技術方案可在，與現有技術相比，本發明公開了一種導光板及其背光模組，該導光板由其包括入光面、與所述入光面相連的出光面，其中:所述入光面設置有兩個或兩個以上的凹入所述入光面的鋸齒結構，所述鋸齒結構垂直于所述出光面。該導光板具有出光均勻，亮度高且光學性能優良等優點，使燈源前亮度分布更均勻，減小LED到顯示區距離。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1a為現有技術中公開的一種導光板的示意圖；
[0022]圖1b為圖1b局部放大的示意圖；
[0023]圖1c為光線L經過圖1b中的鋸齒結構被折射示意圖；
[0024]圖2a為本發明實施例一公開的導光板的示意圖；
[0025]圖2b為光線L在圖2a的導光板中被折射的示意圖；
[0026]圖3a為本發明實施例二公開的導光板的示意圖；
[0027]圖3b為光線L在圖3a的導光板中被折射的示意圖；
[0028]圖4為本發明的公開的側背光模組的示意圖。
【具體實施方式】[0029]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0030]本發明公開了一種導光板及其背光模組，該導光板由其包括入光面、與所述入光面相連的出光面，其中:所述入光面設置有兩個或兩個以上的凹入所述入光面的鋸齒結構，所述鋸齒結構垂直于所述出光面。該導光板具有出光均勻，亮度高且光學性能優良，減小LED到顯示區距離等優點。具體結構通過以下實施例進行詳細說明。
[0031]實施例一
[0032]如圖2a、圖2b所示，本發明公開了一種導光板的結構，該導光板為平板形，用于側背光模組中。該導光板I主要包括入光面11，該入光面11是由同一介質材料聚碳酸酯制成、與入光面11相連的出光面10、入光面11上設置有兩個凹入所述入光面的鋸齒結構，分別為第一鋸齒結構14、第二鋸齒結構15,兩個鋸齒結構垂直于所述出光面10,該鋸齒結構的每個單元結構為等間距的連續結構，其形狀為三角形。鋸齒結構采用機械二次成型方法設置在入光面上。具體來說，先采用機械加工方式設置第一鋸齒結構14，再采用機械加工方式設置第二鋸齒結構15。
[0033]并且在第一鋸齒結構14與第二鋸齒結構15之間設置有一鏤空結構16，由于是鏤空結構，故存在空氣層，當光線由第一鋸齒結構14傳播到第二鋸齒結構15的過程中，必須經過鏤空結構16的空氣層，即以空氣為介質進行傳播，再由空氣層再進入第二鋸齒結構15中。
[0034]如圖2b所示，如果在導光板I中，不設置第二鋸齒結構15、鏤空結構16，則光線會按照光路L1進行傳播，即:光線由LED燈12以一定的角度射出，由空氣層(空氣介質)進入入光面11第一鋸齒結構14被折射而產生左右擴散，以光路L1的方式,繼續向導光板I內部傳播，進入顯示區AA中，再由出光面10投射出一個出光的面光源。
[0035]但由于光線經過第一鋸齒結構14后的擴散角度有限，故Led Pitch (LED燈相互間的間距)的半長A與LED燈12發光面到顯示區AA垂直距離H必須滿足一定比值，才可以使得有光線L相互間形成暗區DA，不會進入顯示區AA，從而保證顯示區AA的亮度均勻分布，見圖lb。當暗區DA的高度B大于H時，則暗區DA會進入顯示區AA，從而使得顯示區AA的亮度分布不均勻。
[0036]繼續參考圖2b，如果在導光板I中，設置第一鋸齒結構14、第二鋸齒結構15、鏤空結構16，則光線會按照光路L2進行傳播，即光線由LED燈12以一定的角度射出，由空氣層(空氣介質)進入入光面11第一鋸齒結構14被折射而產生左右擴散,繼續向導光板I內部傳播；再經過鏤空結構16的空氣層，即以空氣為介質進行傳播；再由空氣層再進入第二鋸齒結構15中，光線進入第二鋸齒結構15會再次被折射而產生進一步的擴散，以光路L2的方式，繼續向導光板I內部傳播，進入顯示區AA中，再由出光面10投射出一個出光均勻的面光源，如圖4所示(背光模組中其他部件未示出)，為采用該導光板的側背光模組的示意圖。
[0037]當光線以光路L2進行傳播，即在導光板I上設置第一鋸齒結構14、第二鋸齒結構
15、鏤空結構16，光線被數次折射而擴散，擴散的角度較大，則無需要調整合適的LED燈12相互間距與LED燈12到顯示區(AA區)距離，不會存在暗區DA進入顯示區AA的問題，從而縮短LED燈12到顯示區AA距離，減小背光模組外形；并且改善光源前光學效果，使由出光面出光更均勻。
[0038]實施例二
[0039]在上述本發明公開的實施例一的基礎上，本發明公開了另一導光板的結構，如圖3a、圖3b所示，為該導光板示意圖，該導光板為平板形，用于側背光模組中。該導光板I主要包括入光面11，該入光面11由折射率不同的兩種介質制成，入光面前端的介質為聚碳酸酯Ml、入光面其他部分的介質為聚甲基丙烯酸甲酯M2。與入光面11相連的出光面10、入光面11上設置有兩個凹入所述入光面的鋸齒結構，分別為第一鋸齒結構14、第二鋸齒結構15，兩個鋸齒結構垂直于所述出光面10，該鋸齒結構的每個單元結構為等間距的連續結構，其形狀為三角形。第一鋸齒結構14設置在入光面前端介質聚碳酸酯Ml上，第二鋸齒結構15設置在介質聚甲基丙烯酸甲酯M2。由于第一鋸齒結構14和第二鋸齒結構15位于不同的介質上，不同介質的折射率不同，故在入光面11上不設置鏤空結構，不存在空氣介質層，也可使光線在入光面內傳播經過不同的介質，被折射數次。
[0040]鋸齒結構采用二次成型方法設置在入光面上。具體來說，先采用機械加工方式設置第一鋸齒結構14，再采用機械加工方式設置第二鋸齒結構15。
[0041 ] 如圖3b所示，如果在導光板I中，不設置第二鋸齒結構15則光線會按照光路L1進行傳播。
[0042]繼續參考圖3b,如果在導光板I中，設置第一鋸齒結構14、第二鋸齒結構15,則光線會按照光路L3進行傳播，即光線由LED燈12以一定的角度射出，由空氣層(空氣介質)進入入光面11第一鋸齒結構14的Ml介質層被折射而產生左右擴散,繼續向導光板I內部傳播；再經過第二鋸齒結構15的M2介質層，即以M2為介質進行傳播；再由M2介質層再進入第二鋸齒結構15中，光線進入第二鋸齒結構15會再次被折射而產生進一步的擴散，以光路L3的方式，繼續向導光板I內部傳播，進入顯示區AA中，再由出光面10投射出一個出光均勻的面光源如圖4所示(背光模組中其他部件未示出)，為采用該導光板的側背光模組的示意圖。
[0043]當光線以光路L3進行傳播，即在導光板I上設置第一鋸齒結構14、第二鋸齒結構
15、兩個鋸齒結構分別設置介質Ml、介質M2上，當光線進入入光面11后被數次折射而左右擴散，擴散的角度較大，則無需要調整合適的LED燈12相互間距與LED燈12到顯示區(AA區)距離不會存在暗區DA進入顯示區AA的問題，從而縮短LED燈12到顯示區AA距離，減小背光模組外形；并且改善光源前光學效果，使由出光面出光更均勻。
[0044]本說明書中各個部分采用遞進的方式描述，每個部分重點說明的都是與其他部分的不同之處，各個部分之間相同相似部分互相參見即可。
[0045]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種導光板，其包括入光面、與所述入光面相連的出光面，其特征在于:所述入光面設置有兩個或兩個以上的凹入所述入光面的鋸齒結構，所述鋸齒結構垂直于所述出光面。
2.如權利要求1所述的導光板，其特征在于，所述入光面由折射率不同介質制成或由同一介質制成。
3.如權利要求2所述的導光板，其特征在于，所述入光面設置有凹入所述入光面的第一鋸齒結構和第二鋸齒結構，所述第一鋸齒結構與所述第二鋸齒結構之間設有一鏤空結構。
4.如權利要求2所述的導光板，其特征在于，所述入光面由折射率不同介質制成，所述入光面設置有凹入所述入光面的第一鋸齒結構和第二鋸齒結構，所述第一鋸齒結構與所述第二鋸齒結構位于不同折射率的介質上。
5.如權利要求1所述的導光板，其特征在于，所述鋸齒結構的每個單元結構之間為連續或斷續；每個單元結構之間間距相等或呈梯度變化。
6.如權利要求1所述的導光板，其特征在于，所述鋸齒結構的每個單元結構為三角形或半圓形。
7.如權利要求1所述的導光板，其特征在于，所述鋸齒結構的成型方法為機械二次成型方法。
8.一種背光模組，包括光源，其特征在于，還包括如權利要求1-7任一項所述的導光板。
9.如權利要求9所述的背光模組，其特征在于，所述背光模組為側背光模組；所述導光板為平板形或楔形；所述光源為發光二極管或燈泡。
10.一種顯示裝置，包括背光模組，所述背光模組包括光源，其特征在于，所述背光模組還包括如權利要求1_7任一項所述的導光板。
【文檔編號】G02B6/00GK103926645SQ201310140685
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年4月22日 優先權日:2013年4月22日
【發明者】周錫仁 申請人:上海天馬微電子有限公司, 天馬微電子股份有限公司