CN102289025B - 导光板及背光模块 - Google Patents

导光板及背光模块 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种导光板及背光模块。所述背光模块包括导光板，所述导光板包括设置在所述导光板上、与所述导光板的入光面平行的条状微结构，所述条状微结构的截面的曲线参数随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变；该条状微结构的截面为顶部具有圆角的三角形或曲面型。本发明可利用条状微结构的截面的曲线参数的改变来调节所述条状微结构的延伸方向的亮度分布，以达到提高出光效率的效果。

Description

导光板及背光模块
【技术领域】
本发明涉及一种导光板及背光模块，特别是涉及一种可提高出光效率的导光板及背光模块。
【背景技术】
目前，对于小型、较薄的背光模块，多采用LED侧光式照明，其中导光板是必不可少的结构。
现在采用的导光板一般有网点式导光板和微结构导光板，相比网点式导光板，微结构导光板可减少网点加工的制程工序及导光板的裸板运至网点加工厂的运输费用，因而可节省制造成本，且能增加部件的生产速度。
但是微结构导光板也具有以下缺陷：为了符合人眼视觉，理想导光板的中间亮度高，而边缘亮度低。请参照图1，其为现有技术的导光板的结构示意图。对于y方向的光，可通过调节微结构111的分布疏密对y方向的光的分布进行优化，调整显示面亮度均匀性。在对于x方向的光，现有的导光板由于在延伸方向（x方向）上是整条形状的微结构111，其无法对x方向上的光分布进行优化，从而降低了光能的利用率。如图1所示，在x方向上选定两个位置A和B，做y方向的亮度量测图，若中心线位置A的平均亮度为100%的话，则导光板的侧边线位置B的平均亮度为98%，而网点式导光板的侧边线位置的平均亮度仅为92%，这说明，导光板在x方向上并不能有效的将光集中到中心，导致部分有效光源分散到导光板的两侧，不能起到加强中间亮度的作用，从而造成光能的损失；同时当用户需要将导光板的出光使用其他的方式进行分布时，原有技术的导光板也无法实现。
故，有必要提供一种导光板及背光模块，以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种导光板，所述导光板包括：
入光面；以及
多个同时设置在所述导光板的出光面和出光面的对侧上的条状微结构，平行于所述入光面，其中所述条状微结构的截面的曲线参数是随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变，以调节所述条状微结构在所述延伸方向上的亮度分布；
所述条状微结构的截面的曲线参数包括为曲率半径、弧长、截面曲线与所述导光板的相切角、底角、宽度以及高度中的至少一个；
所述条状微结构的截面为顶部具有圆角的三角形。
在本发明的一实施例中，所述每个条状微结构的曲线参数以其延伸方向的中心点对称分布。
在本发明的一实施例中，当所述条状微结构的截面的圆角的曲率半径随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变时，所述条状微结构的中心位置的截面的圆角的曲率半径大于所述条状微结构的两侧位置的截面的圆角的曲率半径。
在本发明的一实施例中，当所述条状微结构的截面的高度随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变时，所述条状微结构的中心位置的截面的高度小于所述条状微结构的两侧位置的截面的高度。
在本发明的一实施例中，当所述条状微结构的截面的圆角的弧长随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变时，所述条状微结构的中心位置的截面的圆角的弧长大于所述条状微结构的两侧位置的截面的圆角的弧长。
在本发明的一实施例中，当所述条状微结构的截面的高度和所述条状微结构的截面的圆角的曲率半径随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变时，所述条状微结构的中心位置的截面的圆角的曲率半径大于所述条状微结构的两侧位置的截面的圆角的曲率半径，所述条状微结构的中心位置的截面的高度小于所述条状微结构的两侧位置的截面的高度。
在本发明的一实施例中，所述条状微结构的曲线参数的变化为分段或连续的。
本发明的另一目的在于提供一种导光板，所述导光板包括：
入光面；以及
多个同时设置在所述导光板的出光面和出光面的对侧上的条状微结构，平行于所述入光面，其中所述条状微结构的截面的曲线参数是随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变，以调节所述条状微结构在所述延伸方向上的亮度分布；
所述条状微结构的截面的曲线参数包括为曲率半径、弧长、截面曲线与所述导光板的相切角、底角、宽度以及高度中的至少一个；
所述条状微结构的截面为曲面型。
在本发明的一实施例中，所述每个条状微结构的曲线参数以其延伸方向的中心点对称分布。
在本发明的一实施例中，当所述条状微结构的截面的曲率半径随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变时，所述条状微结构的中心位置的截面的曲率半径小于所述条状微结构的两侧位置的截面的曲率半径。
在本发明的一实施例中，当所述条状微结构的截面的弧长随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变时，所述条状微结构的中心位置的截面的弧长大于所述条状微结构的两侧位置的截面的弧长。
在本发明的一实施例中，当所述条状微结构的截面的高度随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变时，所述条状微结构的中心位置的截面的高度大于所述条状微结构的两侧位置的截面的高度。
在本发明的一实施例中，所述条状微结构的曲线参数的变化为分段或连续的。
本发明的另一目的在于提供一种背光模块，所述背光模块包括：
光源；以及
导光板，包括：
入光面；以及
多个同时设置在所述导光板的出光面和出光面的对侧上的条状微结构，平行于所述入光面，其中所述条状微结构的截面的曲线参数是随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变，以调节所述条状微结构在所述延伸方向上的亮度分布；
所述条状微结构的截面的曲线参数包括为曲率半径、弧长、截面曲线与所述导光板的相切角、底角、宽度以及高度中的至少一个；
所述条状微结构的截面为顶部具有圆角的三角形。
本发明的另一目的在于提供一种背光模块，所述背光模块包括：
光源；以及
导光板，包括：
入光面；以及
多个同时设置在所述导光板的出光面和出光面的对侧上的条状微结构，平行于所述入光面，其中所述条状微结构的截面的曲线参数是随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变，以调节所述条状微结构在所述延伸方向上的亮度分布；
所述条状微结构的截面的曲线参数包括为曲率半径、弧长、截面曲线与所述导光板的相切角、底角、宽度以及高度中的至少一个；
所述条状微结构的截面为曲面型。
相较于现有的导光板具有出光效率低的问题，本发明的导光板和背光模块的条状微结构的截面的曲线参数可调，因此可以对条状微结构的延伸方向的亮度分布进行调整，使得出光面x方向的光中间亮度高，边缘亮度低；中间区域亮度低，边缘亮度高；或者特定区域的亮暗的效果。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
【附图说明】
图1为现有技术导光板的结构示意图；
图2A为本发明导光板的条状微结构的优选实施例的曲线参数的示意图；
图2B为本发明导光板的条状微结构的另一优选实施例的曲线参数的示意图；
图3为本发明导光板的第一优选实施例的俯视图；
图4为图3的a-a截面结构示意图；
图5为本发明导光板的第一优选实施例的条状微结构的曲率半径分布示意图；
图6为本发明导光板的第二优选实施例的俯视图；
图7为图6的b-b截面结构示意图；
图8为本发明导光板的第二优选实施例的条状微结构的宽度分布示意图；
图9为本发明导光板的第三优选实施例的俯视图；
图10为图9的c-c截面结构示意图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
请参照图2A及图2B，其为本发明导光板的条状微结构的优选实施例的曲线参数的示意图。图中包括背光模块100，背光模块100可为侧向式入光的背光模块，其相对于一显示面板101（例如液晶显示面板）来设置，而形成一显示装置（例如液晶显示装置）。背光模块100包括导光板110及光源120。光源120例如为冷阴极荧光灯管（Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL）、发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)、电激发光组件(Electro-Luminescence，EL)、发光灯条(Light Bar)或上述的任意组合。导光板110包括入光面112及底面113（出光面的对侧），入光面112是面对于光源120，用以允许光源120的光线进入导光板110。该底面113邻近该入光面112，该底面113上设置有多个条状微结构111，该条状微结构111沿着是平行于入光面112的方向延伸。其中，条状微结构111的截面形状可为圆弧形（如图2A所示）、棱形（如图2B所示）或其他有规则的形状。
在本发明的导光板的优选实施例中，导光板110包括设置在导光板上的，与导光板的入光面平行的条状微结构111，条状微结构111的截面的曲线参数随条状微结构111的延伸方向位置变化而改变，从而实现了调节条状微结构111在延伸方向上的亮度分布。现有的导光板如图1所示，条状微结构111在y方向上分布疏密是有区别的，一般离入光侧越远，条状微结构111越密，原因是离入光侧越远，传播到的光线越少，因而需要设置更多的条状微结构111产生更多的全反射破坏以增加亮度，达到调整y方向亮度分布的需求，但是在x方向不能进行亮度调节。本发明的导光板110相比现有的导光板，在x方向的每个条状微结构111的截面的曲线参数随条状微结构111的延伸方向（即x方向）位置变化而改变，使得每个条状微结构111在其延伸方向的反射光的强度是不同的，从而对x方向的亮度分布也进行了调整。这样的调整可以实现出光均匀的效果；也可以实现中间区域亮度高，边缘亮度低；中间区域亮度低，边缘亮度高；或者特定区域的亮暗的效果。本发明的条状微结构的之间的分布可以是均匀的，也可以是越远离入光面越密集。
在本发明的导光板的优选实施例中，条状微结构111的截面的曲线参数可包括曲率半径、弧长、截面曲线与导光板的相切角、底角、宽度以及高度。在本发明中，可以通过单独改变条状微结构111的某个曲线参数如曲率半径或宽度等，对条状微结构111进行优化，也可以通过多个曲线参数的组合如相切角与曲率半径的组合等，对条状微结构111进行优化。截面的曲线参数不同，从而截面的形状就不同，对光线取出率也就不同，从而达到调整x方向亮度分布的目的。具体条状微结构111的曲线参数的示意图如图2A及图2B所示，其中A为截面的弧长，R为截面的曲率半径，θ为截面曲线与微结构导光板的相切角，θ1及θ2为截面形状的底角，L为截面的宽度，H为截面的高度。当然也可采用其他可改变截面形状的曲线参数，如截面采用变曲率曲线时，曲率变化率也可影响截面的形状等。条状微结构111可通过多种曲线参数的单一调整或组合调整，用户可以根据实际的使用情况选择合适的调整方式，但是只要是通过改变条状微结构111的截面形状对条状微结构111在延伸方向上的亮度分布进行调整就属于本发明的保护范围。
在本发明的导光板的优选实施例中，每个条状微结构111的曲线参数是以其延伸方向的中心点对称分布。即曲线参数在x方向沿中心原点向边缘的变化呈中心对称分布，曲线参数在x方向沿中心原点向边缘变化时可以是单调递增、单调递减或非单调变化，由于曲线参数的变化呈中心对称分布后，条状微结构111的形状可更加具有规律性，因而可更好控制的x方向的亮度分布，达到最优的亮度分布，提高光能利用率，同时对称分布的条状微结构111加工也更加方便。
在本发明的优选实施例中，条状微结构111可设置在导光板的出光面的对侧（底面）和/或设置在导光板的出光面上。本发明的导光板的条状微结构111设置的目的在于调整x方向的亮度分布，而条状微结构111设置在导光板的出光面、设置在导光板的出光面的对侧以及同时设置在导光板的出光面和出光面的对侧均可达到调整x方向的亮度分布，用户可以根据需要选择合适的导光板的加工方法以产生相应的条状微结构111。
请参照图3，其为本发明导光板的第一实施例的俯视图。
在本实施例中，导光板210的条状微结构211的截面为顶部具有圆角的三角形。条状微结构211的截面的圆角的曲率半径随条状微结构211的延伸方向位置变化而改变，如图3所示，条状微结构211的截面的圆角的曲率半径呈对称分布，条状微结构211中间位置的截面的圆角的曲率半径较大（这里指的是曲率半径，不是曲率，曲率=1/曲率半径），条状微结构211两侧位置的截面的圆角的曲率半径较小，这样使得条状微结构211中间位置出光更加容易以达到调整x方向的亮度分布的目的。图4所示的是本发明的导光板的第一优选实施例的条状微结构211的截面结构示意图，从图中可以看出由于条状微结构211的截面的圆角的曲率半径发生变化，因此条状微结构211的截面的高度也随着条状微结构211的延伸方向位置变化而改变，表现为条状微结构211中间位置的截面的高度较低，条状微结构211两侧位置的截面的高度较高；条状微结构211的截面的圆角的弧长也随条状微结构211的延伸方向位置变化而改变，表现为条状微结构211中间位置的截面的圆角的弧长较大，条状微结构211两侧位置的截面的圆角的弧长较小。在图5所示的本发明导光板的第一优选实施例的条状微结构211的曲率半径分布示意图中可以看到条状微结构211的截面的曲率半径和条状微结构211的延伸方向位置的关系，图中也可看出条状微结构211中间位置的截面的曲率半径大，条状微结构211两侧位置的截面的曲率半径小。根据不同的区域亮度要求，本实施例的导光板的条状微结构的曲率半径也可以是：条状微结构211中间位置的截面的曲率半径较大，条状微结构211两侧位置的截面的曲率半径较小。本发明的条状微结构211的参数变化可以是分段的，也可以是连续的。
请参照图6，其为本发明导光板的第二实施例的俯视图。
本实施例中，导光板310的条状微结构311的截面为三角形。条状微结构311的截面的宽度随条状微结构311的延伸方向位置变化而改变，如图6所示，条状微结构311的截面的宽度呈对称分布，条状微结构311中间位置的截面的宽度较大，条状微结构311两侧位置的截面的宽度较小，这样使得条状微结构311中间位置可以破坏更多光的全反射达到调整x方向的亮度分布（中间亮度高，边缘亮度低）的目的。图7所示的是本发明的导光板的第二优选实施例的条状微结构311的截面结构示意图，从图中可以看出由于条状微结构311的截面的宽度发生变化，因此条状微结构311的高度也随着条状微结构311的延伸方向位置变化而改变，表现为条状微结构311中间位置的截面的高度较高，条状微结构311两侧位置的截面的高度较低。在图8所示的本发明导光板的第二优选实施例的条状微结构311的宽度分布示意图中可以看到条状微结构311的截面的宽度和条状微结构311的延伸方向位置的关系，图中也可看出条状微结构311中间位置的截面的宽度较大，条状微结构311两侧位置的截面的宽度较小。根据不同的区域亮度要求，本实施例的导光板的条状微结构的变化趋势也可以是：条状微结构311中间位置的截面的高度较小、宽度小，条状微结构311两侧位置的截面的高度大、宽度大。本发明的条状微结构311的参数变化可以是分段的，也可以是连续的。
请参照图9，其为本发明导光板的第三实施例的俯视图。
本实施例中，导光板410的条状微结构411的截面为曲面型。条状微结构411的截面的曲率半径随条状微结构411的延伸方向位置变化而改变，如图9所示，条状微结构411的截面的曲率半径呈对称分布，条状微结构411中间位置的截面的曲率半径较小，条状微结构411两侧位置的截面的圆角的曲率半径较大，这样使得条状微结构411中间位置出光更加容易以达到调整x方向的亮度分布的目的。图10所示的是本发明的导光板的第三优选实施例的条状微结构411的截面结构示意图，从图中可以看出由于条状微结构411的截面的曲率半径发生变化，因此条状微结构411的截面的高度也随着条状微结构411的延伸方向位置变化而改变，表现为条状微结构411中间位置的截面的高度较高，条状微结构411两侧位置的截面的高度较低；条状微结构411的截面的圆角的弧长也随条状微结构411的延伸方向位置变化而改变，表现为条状微结构411中间位置的截面的圆角的弧长较大，条状微结构411两侧位置的截面的圆角的弧长较小。根据不同的区域亮度要求，本实施例的导光板的条状微结构的变化趋势也可以是：状微结构411中间位置的截面的曲率半径较小，条状微结构411两侧位置的截面的圆角的曲率半径较大。本发明的条状微结构411的参数变化可以是分段的，也可以是连续的。
本发明还涉及一种背光模块，包括导光板，导光板包括设置在导光板上、与导光板的入光面平行的条状微结构，其中条状微结构的截面的曲线参数随条状微结构的延伸方向位置变化而改变以调节条状微结构的在延伸方向上的亮度分布。条状微结构的截面的曲线参数包括：曲率半径、弧长、截面曲线与导光板的相切角、底角、宽度以及高度中的至少一个。每个条状微结构的曲线参数是以其延伸方向的中心点对称分布。本发明的背光模块的具体实现方式和有益效果请参见上述的导光板的具体实施例。
由上述可知，本发明的导光板及背光模块的条状微结构的截面的曲线参数可调，因此可以对条状微结构的延伸方向的亮度分布进行调整，使得出光面x方向的光中间亮度高，边缘亮度低，达到提高出光效率的效果。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种导光板，其特征在于：所述导光板包括：
入光面；以及
多个同时设置在所述导光板的出光面和出光面的对侧上的条状微结构，平行于所述入光面，其中所述条状微结构的截面的曲线参数是随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变，以调节所述条状微结构在所述延伸方向上的亮度分布；
所述条状微结构的截面的曲线参数包括为曲率半径、弧长、截面曲线与所述导光板的相切角、底角、宽度以及高度中的至少一个；
所述条状微结构的截面为顶部具有圆角的三角形。
2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述每个条状微结构的曲线参数以其延伸方向的中心点对称分布。
3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，当所述条状微结构的截面的圆角的曲率半径随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变时，所述条状微结构的中心位置的截面的圆角的曲率半径大于所述条状微结构的两侧位置的截面的圆角的曲率半径。
4.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，当所述条状微结构的截面的高度随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变时，所述条状微结构的中心位置的截面的高度小于所述条状微结构的两侧位置的截面的高度。
5.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，当所述条状微结构的截面的圆角的弧长随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变时，所述条状微结构的中心位置的截面的圆角的弧长大于所述条状微结构的两侧位置的截面的圆角的弧长。
6.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，当所述条状微结构的截面的高度和所述条状微结构的截面的圆角的曲率半径随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变时，所述条状微结构的中心位置的截面的圆角的曲率半径大于所述条状微结构的两侧位置的截面的圆角的曲率半径，所述条状微结构的中心位置的截面的高度小于所述条状微结构的两侧位置的截面的高度。
7.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述条状微结构的曲线参数的变化为分段或连续的。
8.一种导光板，其特征在于：所述导光板包括：
入光面；以及
多个同时设置在所述导光板的出光面和出光面的对侧上的条状微结构，平行于所述入光面，其中所述条状微结构的截面的曲线参数是随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变，以调节所述条状微结构在所述延伸方向上的亮度分布；
所述条状微结构的截面的曲线参数包括为曲率半径、弧长、截面曲线与所述导光板的相切角、底角、宽度以及高度中的至少一个；
所述条状微结构的截面为曲面型。
9.根据权利要求8所述的导光板，其特征在于，所述每个条状微结构的曲线参数以其延伸方向的中心点对称分布。
10.根据权利要求8所述的导光板，其特征在于，当所述条状微结构的截面的曲率半径随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变时，所述条状微结构的中心位置的截面的曲率半径小于所述条状微结构的两侧位置的截面的曲率半径。
11.根据权利要求8所述的导光板，其特征在于，当所述条状微结构的截面的弧长随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变时，所述条状微结构的中心位置的截面的弧长大于所述条状微结构的两侧位置的截面的弧长。
12.根据权利要求8所述的导光板，其特征在于，当所述条状微结构的截面的高度随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变时，所述条状微结构的中心位置的截面的高度大于所述条状微结构的两侧位置的截面的高度。
13.根据权利要求8所述的导光板，其特征在于，所述条状微结构的曲线参数的变化为分段或连续的。
14.一种背光模块，其特征在于，所述背光模块包括：
光源；以及
导光板，包括：
入光面；以及
多个同时设置在所述导光板的出光面和出光面的对侧上的条状微结构，平行于所述入光面，其中所述条状微结构的截面的曲线参数是随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变，以调节所述条状微结构在所述延伸方向上的亮度分布；
所述条状微结构的截面的曲线参数包括为曲率半径、弧长、截面曲线与所述导光板的相切角、底角、宽度以及高度中的至少一个；
所述条状微结构的截面为顶部具有圆角的三角形。
15.一种背光模块，其特征在于，所述背光模块包括：
光源；以及
导光板，包括：
入光面；以及
多个同时设置在所述导光板的出光面和出光面的对侧上的条状微结构，平行于所述入光面，其中所述条状微结构的截面的曲线参数是随所述条状微结构的延伸方向位置变化而改变，以调节所述条状微结构在所述延伸方向上的亮度分布；
所述条状微结构的截面的曲线参数包括为曲率半径、弧长、截面曲线与所述导光板的相切角、底角、宽度以及高度中的至少一个；
所述条状微结构的截面为曲面型。
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