CN101196597A - 导光板及背光模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导光板，其包括一个入光面，一个与入光面相交的出光面及一个与出光面相对的底面。所述入光面具有至少一个凹面，用以作为光接收区域，所述凹面上设置有多个第一微棱镜。本发明还提供一种包括上述导光板的背光模组。所述导光板的入光面可以设置不同结构的凹面作为光接收区域，可以实现对不同光源发射出的光线的导引和调整，且可结合不同种类光源形成多功能背光模组。

Description

导光板及背光模组

技术领域

本发明涉及一种导光板以及具有该导光板的背光模组。

背景技术

由于液晶显示器面板的液晶本身不具发光特性，因而，为达到显示效果，需给液晶显示器面板提供一面光源装置，如背光系统，其作用在于向液晶显示器面板供应亮度充分且分布均匀的面光源。

现有技术的背光系统主要由光源、导光板、反射板、扩散板与棱镜板组成。该光源可设置在导光板一侧或两相对侧并将光束发射至该导光板。该导光板的作用在于引导光束传输方向，使光束由导光板的出光面均匀出射，反射板相对该导光板的底面设置，以将由导光板底面出射的光束再次反射入该导光板内，提高光束的利用率。扩散板与棱镜板相对导光板的出光面依次设置，以使由导光板出射的光束分布更加均匀，进而提高液晶显示器面板的亮度与均匀性。

由于发光二极管具有工作电压低、发光亮度高、响应速度快、寿命长的优点，使其广泛应用在手机、PDA(个人数字助理)、显示器的背光模组中。但是，发光二极管的出射光具较强的光学指向性，即出射光具有一定的发散角度，当其直接射入背光模组的导光板时，使得导光板入光面一侧易出现光学暗区，且与发光二极管相对的位置易出现光柱，不易获得较佳的入光均匀度。

请参阅图1与图2，分别是一种现有技术背光模组的平面示意图与立体示意图。该背光模组10包括光源12及导光板13，导光板13包括一入光面131，一与入光面131相连的出光面132，及一与出光面132相对的底面133。光源12相对导光板13的入光面131设置，该光源12为若干发光二极管，该若干发光二极管的出射光束由导光板13的入光面131进入导光板13后，在导光板13内发生反射。该导光板13引导光源12发出光束的传输方向，并将其转换成平面光从导光板13的出光面132出射。但是，由于发光二极管的出射光具有一定发散角，使得导光板13的入光面131一侧出现光学暗区15及光柱16，该光学暗区15主要分布在二相邻发光二极管之间，该光柱16分布在导光板13正对着发光二极管的位置，影响背光模组10的亮度及出光均匀性。

有鉴于此，有必要提供一种可使光线均匀出射的导光板，以及发光亮度均匀的背光模组。

发明内容

以下，将以实施例说明一种可通过对入射光进行有效调控使得光线均匀出射的导光板，以及具有该导光板的背光模组。

一种导光板，其包括一个入光面，一个与入光面相交的出光面及一个与出光面相对的底面。所述入光面具有至少一个凹面，用以作为光接收区域。所述凹面上设置有多个第一微棱镜。

另外，提供一种背光模组，其包括上述导光板和至少一个光源。所述光源具有发光表面，所述发光表面的结构和所述导光板中的入光面的光接收区域的结构相对应，且所述光源的发光表面和所述导光板中的入光面的光接收区域相对应设置。

所述实施例的导光板具有以下特点：首先，导光板的入光面可以设置不同结构的凹面作为光接收区域，可以实现对不同光源发射出的光线的导引和调整；其次，凹面上设置的微棱镜结构也可以根据光源发射出光线的发散情况，或者根据预定导光板的导光效果进行设置，以达到实际中的需要。

所述具有上述导光板的背光模组具有以下特点：根据所述导光板的入光面特点可以和不同种类的光源相配合，从而形成具有多种发光效果的多功能背光模组，以便用于多种电子产品中。

附图说明

图1为现有技术背光模组的平面示意图。

图2为现有技术背光模组的立体示意图。

图3为本技术方案第一实施例的导光板的立体示意图。

图4为本技术方案第一实施例的导光板的平面示意图。

图5为本技术方案第二实施例的导光板的立体示意图。

图6为本技术方案第二实施例的导光板的平面示意图。

图7为本技术方案第三实施例的背光模组平面示意图。

图8为本技术方案第四实施例的背光模组平面示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及多个实施例对本技术方案的导光板及具有该导光板的背光模组进行具体说明。

如图3和图4所示，本技术方案第一实施例提供一种导光板200，其包括一入光面210，一出光面220，一底面230及多个侧面240。所述入光面210用来接收光源发出的光线，所述出光面220与入光面210相交，所述底面230与出光面220相对，所述多个侧面240用以连结入光面210、出光面220及底面230，以形成导光板200整体结构。本实施例中，出光面220与入光面210垂直相交，且底面230与出光面220平行且与入光面210垂直相交。

所述入光面210形成有至少一个凹面或凸面作为光接收区域，用以和形状相对应的光源相配合，以便使得光源发出的光线依照预定的散射角度进入导光板200，并且使得进入导光板200的光线以预定的光能量分布在预定的区域，从而达到导光板200入光面210对入射光的有效控制与调配，为导光板200实现高质量的光线传输提供前提。例如，当光源的发光表面为凸面时，入光面210上与光源相对的区域最好设置为凹面，而当光源的发光表面为凹面时，入光面210上与光源相对的区域最好设置为凸面。本实施例中，导光板200用于与具有凸面的至少一个光源配合，因此入光面210形成有至少一个第一凹槽211，所述第一凹槽211的表面即为一个凹面(图未示)。

所述第一凹槽211的纵向延伸方向(即，从导光板200的底面230向出光面220的垂直延伸方向，或者从出光面220向底面230的垂直延伸方向)与入光面210的纵向延伸方向(即，从底面230向出光面220的垂直延伸方向，或者从出光面220向底面230的垂直延伸方向)相平行。所述第一凹槽211沿其纵向延伸方向的投影可以为U形、V形、弧形等规则或不规则形状。本实施例中入光面210设置两个第一凹槽211，且该两个第一凹槽211沿其纵向延伸方向的投影均为相同形状与尺寸的弧形。

为了能够进一步对从入光面210进入导光板200的光线的散射角度和光线传播的均匀性进行调控和分配，入光面210的第一凹槽211中进一步设置有第一微棱镜213，具体为至少一个第一微棱镜213设置于第一凹槽211的表面。所述第一微棱镜213可以为凹槽结构，也可以为凸块结构，以凸块结构为例具体说明第一微棱镜213的特点，即，在第一凹槽211的表面设置多个三棱柱，优选地，所述多个三棱柱均匀分布于第一凹槽211的表面，且所述三棱柱按照与第一凹槽211相同的曲率半径排列成与第一凹槽211相同的曲率的曲面。也就是说，多个三棱柱形第一微棱镜213所排列成的曲面体在底面230上的投影和第一凹槽211在底面230上的投影形状、曲率相同。在本实施例中，第一凹槽211在底面230上的投影为弧形，多个三棱柱形第一微棱镜213垂直于出光面220及底面230，且多个三棱柱形第一微棱镜213所排列成的形状在底面230上的投影也为与第一凹槽211的投影相同曲率的弧形。

所述入光面210上的第一凹槽211的尺寸和形状以将入射光的亮度视角限定在140度的范围内为准，最好限定在100度的范围内。多个三棱柱形第一微棱镜213均匀的且以与第一凹槽211相同曲率分布在第一凹槽211表面，一方面可以配合第一凹槽211更好的将入射光的亮度视角限定在140度(包括140度)的范围内，或最好限定在100度的范围内；另一方面，可以使得入射光亮度均匀的分布在上述140度或100度的视角范围内。

所述出光面220上也形成有至少一个微棱镜221，以实现光线依照预定的出射视角以及预定均匀的亮度从导光板200导出。所述微棱镜221可以为凹槽，也可以为凸块。例如，导光板200的出光面220表面设置多个凸块状微棱镜221，且多个微棱镜221形状、尺寸相同，并且多个微棱镜221均匀地分布在出光面220上。所述微棱镜221的横向延伸方向(即，从出光面220与入光面210相交的一边向出光面220的另一相对边垂直延伸的方向，或者相反地，从出光面220和与入光面210相对一侧面240相交的一边向出光面220的另一相对边垂直延伸的方向)与出光面220的横向延伸方向(即，从出光面220与入光面210相交的一边向出光面220的另一相对边垂直延伸的方向，或者相反地，从出光面220和与入光面210相对的侧面240相交的一边向出光面220的另一相对边垂直延伸的方向)相平行或一致。

所述微棱镜221沿其横向延伸方向的投影可以为三角形、梯形、扇形、圆缺(小于半圆的图形，由劣弧和直线而围成的图形)。所述微棱镜221满足条件：光线经微棱镜221折射后的视角小于等于110度，最好小于等于100度。本实施例中，微棱镜221沿其横向延伸方向的投影为三角形，即，微棱镜221为三棱柱。

由于导光板200入光面210可以设置不同结构的第一凹槽211，例如不同曲率的弧面形凹槽，可以得到不同结构的入射区域以实现对不同光源发射出的光线的导引和调整，因此本实施例中的导光板200可以和不同种类的光源相配合形成背光模组，并且使得所得到的背光模组具有多种发光效果。另外，第一凹槽211上的第一微棱镜即第二凹槽213的结构也可以根据光源发射出光线的发散情况，或者根据预定导光板的导光效果进行设置，以达到实际中的需要。

如图5和图6所示，本技术方案第二实施例的导光板300与第一实施例的导光板200结构大体相同，除入光面310与出光面320的结构外。第二实施例的导光板300的入光面310定义至少一个凹面311和至少一个平面312。例如本实施例中，入光面310定义有两个凹面311和三个平面312，且凹面311和平面312交错排列。凹面311上形成有第一微棱镜阵列313，平面312上形成有第二微棱镜阵列314，因此，所述第一微棱镜阵列313和第二微棱镜阵列314交错排列于入光面310。第一微棱镜阵列313是由相同结构、相同尺寸的多个第一微棱镜相互平行且间隔相同地排列组成；第二微棱镜阵列314由相同结构、相同尺寸的多个第二微棱镜相互平行且间隔相同地排列组成，其中，组成第一微棱镜阵列313的第一微棱镜的结构、尺寸与组成第二微棱镜阵列314的第二微棱镜的结构、尺寸不同。本实施例中，第一微棱镜阵列313为三棱柱阵列，且经过第一微棱镜阵列313的光线的视角为100度，第二微棱镜阵列314为V形凹槽阵列，且经过第二微棱镜阵列314的光线的视角为140度。

所述导光板300的出光面320形成有至少一个第三微棱镜阵列321和至少一个第四微棱镜阵列322，所述第三微棱镜阵列321和第四微棱镜阵列322排列于出光面320。所述第三微棱镜阵列321与入光面310的第一微棱镜阵列313相对应设置，例如，第三微棱镜阵列321和第一微棱镜阵列313垂直相交。所述第四微棱镜阵列322与第二微棱镜阵列314相对应设置，例如，第四微棱镜阵列322与第二微棱镜阵列314垂直相交。

第三微棱镜阵列321和第四微棱镜阵列322分别由相同结构尺寸的微棱镜平行且相同间隔地排列组成，其中，组成第三微棱镜阵列321的微棱镜的结构与组成第四微棱镜阵列322的微棱镜的结构不同。本实施例中，第三微棱镜阵列321为三棱柱阵列，且经过第三微棱镜阵列321的光线的视角为100度。而第四微棱镜阵列322为圆缺形柱体，所谓圆缺形柱体是指，柱体的底面为圆缺面(有一条弧和一条线段为成的形状)，第四微棱镜阵列322中的每一微棱镜也可以看作是沿圆柱体轴线切取一定角度的扇形体，该扇形体的底面为扇形，以该扇形面上的弧线所对应的弦和两条直线边所围成的三角形为底面，在该扇形体上且除一个三棱柱后所剩余的柱体结构，即为第四微棱镜阵列322中的一个微棱镜结构。经过第四微棱镜阵列322的光线的视角为110度。

由于，入光面310形成有不同结构的入射区域以实现对不同光源发射出的光线的导引和调整，因此本实施例中的导光板可以和不同种类的光源相配合形成背光模组。例如对于入光面的第一凹面311区域可以设置发光面为凸面的光源，而第一平面312区域可以设置发光面为平面的光源，因此，该导光板可以同时配合不同种类的多个光源进行使用。另外，第一凹面311的第一微棱镜313和第一平面312的第二微棱镜314的结构也可以根据光源发射出光线的发散情况，或者根据预定导光板的导光效果进行设置，以达到实际中的需要。

如图7所示，本技术方案第三实施例提供一种具有第一实施例中导光板200的背光模组400。所述背光模组400包括至少一个光源410和一个导光板200。所述光源410具有一发光表面411，且该发光表面411的结构和导光板200入光面210的光接收区域的结构相对应。所述光源410设置在导光板200入光面210的光接收区域相对的位置，且发光表面411和入光面210的光接收区域相对设置。所谓发光表面411的结构和导光板200入光面210的光接收区域的结构相对应，是指发光表面411的形状与导光板200入光面210的光接收区域的形状呈互补关系，即，当光源410的发光表面411为凸面时，入光面210上与光源相对的光接收区域最好设置为凹面，而当光源410的发光表面411为凹面时，入光面210上与光源相对的光接收区域最好设置为凸面。

本实施例中，导光板200的入光面210上开设有两个第一凹槽211作为光接收区域，与每个第一凹槽211相对的位置设置有两个光源410。所述光源410的发光表面411的形状与第一凹槽211的形状相对应，即，发光表面411的形状与第一凹槽211的形状呈互补关系，例如，当第一凹槽211在导光板200的底面230(参见图3)上的投影为弧形时，发光表面411在导光板200的底面230(参见图3)的延长面上的投影为与第一凹槽211的投影相同曲率的弧形。

本实施例的背光模组400中，导光板200入光面210可以设置不同结构的第一凹槽211，例如不同曲率的弧面形凹槽，以配置与该第一凹槽211相对应的不同种类的光源410(如点光源、面光源等)，可以得到具有多种发光功能或效果的背光模组400。

如图8所示，本技术方案第四实施例提供一种具有第二实施例中导光板300的背光模组500。所述背光模组500包括至少一个光源和一个导光板300。由于导光板300的入光面具有两个第一凹面311和三个第一平面312，且第一凹面311和第一平面312交错排列。为此，背光模组500中包括两个第一光源510和三个第二光源520。两个第一光源510分别设置于导光板300的两个第一凹面311相对的位置，且三个第二光源520分别设置于导光板300的三个第二平面312相对的位置。

本实施例的背光模组500中，导光板300的入光面310设置多个光接收区域，如第一凹面311和第二平面312，以同时配合不同种类的多个光源(如点光源、面光源等)组成具有多种发光特点的多功能背光模组500，从而使得该背光模组500可用于多种电子产品。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思做出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种导光板，其包括一个入光面，一个与入光面相交的出光面及一个与出光面相对的底面，所述入光面具有至少一个凹面，用以作为光接收区域，其特征在于，所述凹面上设置有多个第一微棱镜。

2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述多个第一微棱镜的结构、尺寸相同，并且相互平行地且间隔相等地形成在所述入光面的凹面的表面，并且排列成一曲面体，所述曲面体与所述凹面具有相同曲率。

3.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述入光面上还设置至少一平面，所述至少一个凹面和所述至少一个平面交错排列，用以形成不同的光接收区域。

4.如权利要求3所述的导光板，其特征在于，所述平面上形成有多个第二微棱镜。

5.如权利要求3所述的导光板，其特征在于，所述多个第二微棱镜和出光面的平面相垂直。

6.如权利要求4所述的导光板，其特征在于，所述多个第二微棱镜的结构、尺寸相同，并且相互平行地且间隔相等地形成在所述入光面的平面的表面。

7.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述出光面上设置有多个微棱镜。

8.如权利要求4所述的导光板，其特征在于，所述出光面上与形成有交错排布的第三微棱镜阵列和第四微棱镜阵列，所述第三微棱镜阵列和入光面的凹面上的多个第一微棱镜相对应设置，所述第四微棱镜阵列和入光面的平面上的多个第二微棱镜相对应设置。

9.一种背光模组，其包括如权利要求1至8中任意一种导光板和至少一个光源，所述光源具有一发光表面，所述发光表面的结构和所述导光板中的入光面的光接收区域的结构相对应，且所述光源的发光表面和所述导光板中的入光面的光接收区域相对应设置。

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