CN101750666B - 导光板以及使用该导光板的背光模组 - Google Patents

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Abstract

一种导光板，该导光板包括一入光面；一出光面，该出光面与该入光面相交；一底面，该底面与该出光面相对，该底面设置有多个网点；以及一侧面，该侧面与该出光面及该底面相交。所述多个网点的形状相同，在邻近该导光板入光面的底面，该网点呈圆弧状分布，该圆弧具有同一圆心且朝向该导光板的入光面，在远离该导光板入光面的底面，该网点呈行或列分布，该网点所在行或列平行于该导光板的侧面。另外，本发明还提供一使用该导光板的背光模组。

Description

导光板以及使用该导光板的背光模组
技术领域
本发明涉及一种导光板以及使用该导光板的背光模组，尤其涉及一种适用于侧置式背光模组的导光板以及侧置式背光模组。
背景技术
近年来，平面显示装置发展迅速，已被广泛应用于移动通讯及消费性电子产品等领域，例如，数码相机、摄像机及带有摄像功能的手机等(请参见Capturing images with digital still cameras，Micro，IEEE Volume：18，issue：6，Nov.-Dec.1998 Page(s)：14-19)。同时，电子产品对平面显示装置(如液晶显示装置)的要求不断提高。背光模组为显示装置中的重要组件，其将点光源或线光源发出的光通过导光板的散射后形成一面光源，故，设计各种背光模组成为目前的研究热点。
背光模组通常包括光源与导光板，且光源相对于导光板的入光面设置。导光板引导从光源发出的光束的传输方向，将线光源或点光源转换成面光源。按照光源放置位置的不同，背光模组可分为直下式及侧置式两类。直下式背光模组是指将光源置于导光板正下方，直接照明。而侧置式背光模组一般将光源置于导光板的侧面，光线由侧面耦合入导光板，在导光板内形成全反射并不断向前传播。通过对全反射条件的破坏，实现导光板出光面均匀射出光线。由此可见，导光板的结构对背光模组的出光效果有着重要的影响。
请一并参阅图1及图2，现有技术提供一种导光板10，该导光板10包括一入光面11、一与该入光面11相交的出光面12、与该出光面12相对的底面13以及与该入光面11相连的侧面(图未示)。在导光板10的底面13配置有网点130，该网点130在导光板10的底面13上等间距分布。当光线传输至该网点130时，光线改变其反射角度，即破坏光线传递的全反射现象，光线将发生反射与散射，并向各个不同方向传输，最终由该导光板10的出光面12射出。然，此种结构的导光板10出光不均匀，距离光源较近的导光板10的出光面12亮度较高，距离光源较远的导光板10出光面12亮度较低，所以，该导光板10无法实现光的均匀出射。
为了提高导光板出光面的出光均匀性，如图3及图4所示，2003年7月24日公开的第20030137824号美国专利申请揭示一种背光模组14，其包括：一长方形导光板15，其下表面即反射面形成若干个间断分布的散光凹槽16，一设置于该导光板15顶角处的LED光源17，一设置于该导光板15上方的散射棱镜片18，一设置于该导光板15下方的反射片19，其中，该多个散光凹槽16以光源17为圆心呈圆弧状分布，且相邻圆弧间隔相等(如图4所示)。该多个散光凹槽16可以一定程度上改善该背光模组14的出光均匀性，然，此种结构的导光板15由于散光凹槽16的分布形状与导光板15的形状不匹配，所以该背光模组14的出光仍不够均匀，距离光源17较近的导光板15的出光面亮度较高，距离光源较远的导光板15的出光面亮度较低，所以，该背光模组14的出光面出光仍不够均匀。
发明内容
有鉴于此，提供一种可提高侧置式背光模组出光均匀性的导光板及侧置式背光模组实为必要。
一种导光板，该导光板包括：一入光面；一出光面，该出光面与该入光面相交；一底面，该底面与该出光面相对，该底面设置有多个网点，该多个网点的形状为向该导光板外部凸出的半球形、棱锥、棱台或者为凹向导光板内部的凹槽；以及一侧面，该侧面与该出光面以及该底面相交。所述多个网点的形状相同，在邻近该导光板入光面的底面，该网点呈圆弧状分布，该圆弧具有同一圆心且朝向该导光板的入光面，在远离该导光板入光面的底面，该网点呈行或列分布，该行或列平行于该导光板的侧面。
一种背光模组包括：一光源以及一导光板，该导光板包括：一入光面；一出光面，该出光面与该入光面相交；一底面，该底面与该出光面相对，该底面设置有多个网点，该多个网点的形状为向该导光板外部凸出的半球形、棱锥、棱台或者为凹向导光板内部的凹槽；以及一侧面，该侧面与该出光面以及该底面相交，该光源相对于该导光板的入光面设置。所述多个网点的形状相同，在邻近该导光板入光面的底面，该网点呈圆弧状分布，该圆弧具有同一圆心且朝向该导光板的入光面，在远离该导光板入光面的底面，该网点呈行或列分布，该行或列平行于该导光板的侧面。
相对于现有技术，该导光板及使用该导光板的背光模组具有以下优点：由于在邻近该导光板入光面的底面，该网点呈圆弧状分布，该圆弧具有同一圆心且朝向该导光板的入光面，在远离该导光板入光面的底面，该网点呈行或列分布，该行或列平行于该导光板的一个侧面，该网点的分布形状与该导光板的形状相匹配。所以，光线入射至所述导光板底面的网点时，光线经由该网点反射和散射后，在导光板的出光面均匀出射，提高了导光板以及使用该导光板的背光模组的出光均匀性。
附图说明
图1为现有技术导光板的主视示意图。
图2为现有技术导光板的仰视示意图。
图3为现有技术第20030137824号美国专利申请的背光模组的主视示意图。
图4为图3的导光板反射面微结构的分布示意图。
图5为本发明第一实施例提供的背光模组的主视示意图。
图6为本发明第一实施例提供的背光模组的仰视示意图。
图7为本发明第二实施例提供的背光模组的仰视示意图。
图8为本发明第三实施例提供的背光模组的仰视示意图。
图9为本发明第四实施例提供的背光模组的主视示意图。
图10为本发明第四实施例提供的背光模组的仰视示意图。
图11为本发明第五实施例提供的背光模组的仰视示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明提供的导光板以及使用该导光板的背光模组作进一步的详细说明。
请一并参阅图5和图6，为本发明第一实施例提供的背光模组20，该背光模组20包括一光源21以及一导光板22。该导光板22可以为平板形或楔形，该平板形导光板可以为长方体或正方体，该楔形导光板的出光面可以为长方形或正方形。该导光板22的材料可以为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或亚克力合成树脂等。在本实施例中，该光源21为点光源，该导光板22为被切去一顶角的长方体平板导光板，该导光板22的材料为PMMA，且其被切去的顶角为等腰三角形。
该导光板22包括一入光面221，该入光面221为切角的侧面、一与该入光面221相交的出光面222、一与该出光面222相对的底面223、一与该出光面222及底面223相交的侧面。该入光面221以及该侧面位于该出光面222与该底面223之间，该侧面为第一侧面224、第二侧面225、第三侧面226、第四侧面227，该光源21相对该导光板22的入光面221设置，该光源21为一发光二极管。
该导光板22的底面223设置有若干网点2230，该网点2230可以为向该导光板22外部凸出的半球形、棱锥、棱台或者为凹向导光板22的内部的凹槽等。在本实施例中，该网点2230的形状为向该导光板22外部凸出的半球形。在邻近导光板入光面221的底面223，该网点2230呈圆弧状分布，该各个圆弧具有同一圆心，该圆心位于该光源21的发光中心。该网点2230在同一个圆弧上均匀分布，相邻网点2230之间的间距为0.1至1毫米。各个圆弧之间的间距相等，相邻两个圆弧之间的间距为0.5至2毫米，且分布在各个圆弧上的网点2230的密度随着远离导光板入光面221增大，该网点2230的大小不变。
在远离导光板入光面221的底面223，该网点2230呈行、列分布，各行、列分别平行于该导光板22的第二侧面225、第三侧面226。具体地，在通过该导光板切角的对角线与该导光板第一侧面224、第二侧面225形成的区域内，网点2230所在各行平行于该导光板22的第二侧面225，该网点2230在每一行上均匀分布，相邻网点之间的间距为0.1至1毫米。相邻行之间的间距相等，相邻行之间的间距为0.5至2毫米，且分布在各个行上网点2230的密度随着远离导光板入光面221增大，该网点2230的大小不变。在通过该导光板切角的对角线与该导光板第三侧面226、第四侧面227形成的区域内，网点2230所在各列平行于该导光板22的第三侧面226，该网点2230在每一列上均匀分布，相邻网点之间的间距为0.1至1毫米。各个列之间的间距相等，相邻列之间的间距与另一个区域的相邻行之间的间距相等，且分布在各个列上网点2230的密度随着远离导光板入光面221增大，该网点2230的大小不变。在相交的行与列上，相邻网点的间距相等。
为提高能量利用率，底面223可设有一增反膜(图未示)，其为金属或者介质镀膜，如铝膜和银膜等。底面223包括凸出的网点2230可以通过镀膜等工艺形成增反膜，而使该底面223具有高的反射率。另外，该第一侧面224、第二侧面225、第三侧面226以及第四侧面227也应该具有较高的反射率，可以通过镀增反膜(图未示)来实现。
可以理解，本实施例的导光板底面223的网点2230所形成的圆弧具有同一圆心，但是，该圆心的位置并无需特别限制，只要其满足若干网点2230形成的圆弧朝向该导光板22的入光面221，即圆弧的凹面朝向该导光板22的入光面221即可。
光源21发出的光线通过导光板22的入光面221进入到该导光板22的内部，一部分光线入射至该导光板底面223的网点2230，一部分光线入射至该导光板出光面222再反射至该导光板底面223的网点2230，光线入射至该网点2230时，光线将改变其反射角度，即破坏光线传递的全反射现象，光线将发生反射与散射，并向各个不同方向传输，最终由该导光板22的出光面222射出。由于在邻近该导光板入光面221的底面223，该网点2230呈圆弧状分布，在远离该导光板入光面221的底面223，该网点2230呈行、列分布，该行、列分别平行于该导光板22的第二侧面225、第三侧面226，该网点2230的分布形状与该导光板22的形状相匹配。所以，光线入射至所述导光板底面223的网点2230时，光线经由该网点2230的反射和散射后，在导光板22的出光面222均匀出射，提高了导光板22以及使用该导光板22的背光模组20的出光均匀性。
请一并参阅图7，为本发明第二实施例提供的背光模组30，该背光模组30包括一光源31以及一导光板32。该光源31为点光源，该导光板32为被切去一顶角的长方体平板导光板，在本实施例中，该导光板32由聚碳酸酯材料制成，且其被切去的一顶角为等腰三角形。
该导光板32包括一入光面321，该入光面321为切角的侧面、一与该入光面321相交的出光面(图未示)、一与该出光面相对的底面323、一与该出光面及底面323相交的侧面，该入光面321以及侧面位于该出光面与该底面323之间。该侧面为第一侧面324、第二侧面325、第三侧面326、第四侧面327。该光源31相对于该导光板32的入光面321设置，该光源31为一发光二极管。
该导光板32的底面323设置有若干朝导光板32外部凸出的网点3230，该网点3230为V型微结构。该网点3230在邻近导光板入光面321的底面323呈圆弧状分布，该各个圆弧具有同一圆心，该圆心位于该光源31的右侧。该网点3230在同一个圆弧上均匀分布，随着远离该导光板32的入光面321，各个圆弧之间的间距越来越小，且各个圆弧上网点3230的密度越来越大。
在远离导光板入光面321的底面323，该网点3230呈行、列分布，各行、列分别平行于该导光板32的第二侧面325、第三侧面326。具体地，在通过该导光板切角的对角线与该导光板第一侧面324、第二侧面325形成的区域内，网点3230所在各行平行于该导光板32的第二侧面325，该网点3230在每一行上均匀分布，随着远离该导光板32的入光面321，相邻行之间的间距越来越小，且各个行上网点3230的密度越来越大。在通过该导光板切角的对角线与该导光板第三侧面326、第四侧面327形成的区域内，网点3230所在各列平行于该导光板32的第三侧面326，该网点3230在每一列上均匀分布，随着远离该导光板32的入光面321，相邻列之间的间距越来越小，且各个列上网点3230的密度越来越大。
可以理解，网点在圆弧、每一行及每一列上的分布可以是不均匀的，而且网点的大小也是可以根据出光均匀性进行任意调整的。
请参阅图8，为本发明第三实施例提供的背光模组40，该背光模组40包括一光源41以及一导光板42。该导光板42包括一入光面421，以及一底面423，该底面423设置有若干网点4230。本实施例的背光模组40与第二实施例的背光模组30结构基本相同，其区别在于：该网点4230所在圆弧的圆心在光源41左侧，且该若干网点4230形成的圆弧朝向该导光板42的入光面421，即该圆弧的凹面朝向该导光板42的入光面421，使所有从入光面421进入的光被底面423若干网点4230所反射和散射。
请参阅图9和图10，为本发明第四实施例提供的背光模组50，该背光模组50包括一光源51以及一导光板52，在本实施例中，该光源51为点光源，该导光板52为长方体形的导光板，该导光板52的材料为PMMA。
该导光板52包括一入光面521，一与该入光面521相交的出光面522、一与该出光面522相对的底面523、一与该出光面522及底面523相交的侧面，该入光面521以及侧面位于该出光面522与该底面523之间，该侧面为第一侧面524、第二侧面525、第三侧面526。该光源51相对该导光板52的入光面521设置，该光源51为一发光二极管。
该导光板52的底面523设置有若干网点5230，该网点5230为向该导光板52外部凸出的半球形。在邻近导光板入光面521的底面523，该网点5230呈圆弧状分布，该各个圆弧具有同一圆心，该圆心位于该光源51的中心。该网点5230在同一个圆弧上均匀分布，相邻网点5230之间的间距为0.1至1毫米。各个圆弧之间的间距随着远离该导光板入光面521逐渐减小，相邻两个圆弧之间的间距为0.5至2毫米，且分布在各个圆弧上的网点5230的密度随着远离导光板入光面521逐渐增大，该网点5230的大小不变。
在远离导光板入光面521的底面523，该网点5230呈列分布，各列平行于该导光板52的第二侧面525，该网点5230在每一列上均匀分布，相邻网点之间的间距为0.1至1毫米。相邻列之间的间距随着远离该导光板入光面521逐渐减小，相邻列之间的间距为0.5至2毫米，且分布在各个列上的网点5230的密度随着远离导光板入光面521逐渐增大，该网点5230的大小不变。
请参阅图11，为本发明第五实施例提供的背光模组60，该背光模组60包括一光源61以及一导光板62，在本实施例中，该光源61为点光源，该导光板62为正方体平板导光板，该导光板62的材料为PMMA。
该导光板62包括一入光面621，一与该入光面621相交的出光面(图未示)，一与该出光面相对的底面623、一与该出光面622及底面623相交的侧面，该入光面621以及侧面位于该出光面与该底面623之间，该侧面为第一侧面624、第二侧面625、第三侧面626。该光源61相对该导光板62的入光面621设置，该光源61为一发光二极管。
该导光板62的底面623设置有若干网点6230，该网点6230为向该导光板62外部凸出的半球形。在邻近导光板入光面621的底面623，该网点6230呈圆弧状分布，该各个圆弧具有同一圆心，该圆心位于该光源61的中心。该网点6230在同一个圆弧上均匀分布，相邻网点6230之间的间距为0.1至1毫米。各个圆弧之间的间距随着远离该导光板入光面621逐渐减小，相邻两个圆弧之间的间距为0.5至2毫米，且分布在各个圆弧上的网点6230的密度随着远离导光板入光面621逐渐增大，该网点6230的大小不变。
在远离导光板入光面621的底面623，该网点6230呈行或列分布，具体的，在靠近该导光板第一侧面624的底面623，该网点6230呈行分布，该行平行于该导光板第一侧面624。在靠近该导光板第三侧面626的底面623，该网点6230呈行分布，该行平行于该导光板第三侧面626。在靠近该导光板第二侧面625的底面623，该网点6230呈列分布，该列平行于该导光板第二侧面625。该网点6230在每一行或列上均匀分布，相邻网点之间的间距为0.1至1毫米。各个行或列之间的间距随着靠近该导光板62的第一侧面624、第二侧面625、第三侧面626间距逐渐减小，相邻行或列之间的间距为0.5至2毫米，且分布在各个行或列上的网点6230的密度逐渐增大，该网点6230的大小不变。
可以理解，网点所在的各个行或列之间的间距也可以相等，网点在圆弧、每一行及每一列上的分布也可以是不均匀的，而且网点的大小也是可以根据出光均匀性进行任意调整的。
本发明实施例提供的导光板及使用该导光板的背光模组具有以下优点：由于在导光板的底面上设置有网点，在邻近该导光板入光面的底面，该网点呈圆弧状分布，该各个圆弧具有同一圆心且朝向该导光板的入光面，在远离该导光板入光面的底面，该网点呈行或列分布，该行或列平行于该导光板的一个侧面，该网点的分布形状与该导光板的形状相匹配。所以，光线入射至所述导光板底面的网点时，光线经由该网点反射和散射后，在导光板的出光面均匀出射，提高了导光板以及使用该导光板的背光模组的出光均匀性。
另外，在导光板的入光面也可以设置周期排列的微结构，例如，纵向周期排列的V型微结构、周期分布的半圆柱型凸起微结构或者其他周期分布的凸起微结构，上述微结构同样能提高光源入射光的均匀性。在导光板的出光面也可以设置网点，以提高该导光板的出光均匀性及控制该出射光的方向。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种导光板，该导光板包括：
一入光面；
一出光面，该出光面与该入光面相交；
一底面，该底面与该出光面相对，该底面设置有多个网点，该多个网点的形状为向该导光板外部凸出的半球形、V型微结构、棱锥、棱台或者为凹向导光板内部的凹槽；以及
一侧面，该侧面与该出光面以及该底面相交，
其特征在于：所述多个网点的形状相同，在邻近该导光板入光面的底面，该网点呈圆弧状分布，该圆弧具有同一圆心且朝向该导光板的入光面，在远离该导光板入光面的底面，该网点呈行或列分布，该行或列平行于该导光板的侧面。
2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，在邻近该导光板入光面的底面，该网点在同一圆弧上均匀分布。
3.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，在远离该导光板入光面的底面，该网点在同一行或列上均匀分布。
4.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，在邻近该导光板入光面的底面，分布在不同圆弧上的网点的密度随着远离导光板的入光面增大。
5.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，在远离该导光板入光面的底面，分布在不同行或列上网点的密度随着远离导光板的入光面增大。
6.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，在邻近该导光板入光面的底面，相邻圆弧之间的间距随着远离导光板的入光面不变或减小。
7.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，在远离该导光板入光面的底面，相邻行或列之间的间距随着远离导光板的入光面不变或减小。
8.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，该导光板具有一切角，所述导光板入光面为该切角的侧面。
9.一种背光模组，其包括：一光源以及一导光板，该导光板包括：
一入光面；
一出光面，该出光面与该入光面相交；
一底面，该底面与该出光面相对，该底面设置有多个网点，该多个网点的形状为向该导光板外部凸出的半球形、V型微结构、棱锥、棱台或者为凹向导光板内部的凹槽；以及
一侧面，该侧面与该出光面以及该底面相交，该光源相对于该导光板的入光面设置，
其特征在于：所述多个网点的形状相同，在邻近该导光板入光面的底面，该网点呈圆弧状分布，该圆弧具有同一圆心且朝向该导光板的入光面，在远离该导光板入光面的底面，该网点呈行或列分布，该行或列平行于该导光板的侧面。
10.如权利要求9所述的背光模组，其特征在于，该网点所在圆弧的同一圆心设置于该光源附近或以该光源为圆心。
11.如权利要求9所述的背光模组，其特征在于，该光源为发光二极管。
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