CN102955196A - 导光板、背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种导光板、背光模组及显示装置，用于改善显示装置的显示品质。本发明公开了一种导光板，包括：具有出光面的导光板基材；位于出光面四个边角内的多个第一三棱柱，以及位于出光面其它位置的多个第二三棱柱，其中，每一个边角内的第一三棱柱彼此平行排列，背向所述出光面中心的第一侧棱面与所述出光面之间的第一夹角为45°，朝向所述出光面中心的第二侧棱面与所述出光面之间的第二夹角在指向所述出光面中心的方向上逐渐减小；每一个第二三棱柱的横截面形状为等腰直角三角形。本发明还包括一种包含上述导光板的背光模组及包括此背光模组的显示装置。

Description

导光板、背光模组及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种导光板、背光模组及显示装置。

背景技术

近年来，平板显示装置已引起广泛关注，相应的也对平板显示装置提出了更高的要求；因此，平板显示装置在出厂前，需要对平板显示装置进行质量检测，其中一项需要检测平板显示装置显示亮度的均匀性。

但随着平板显示装置尺寸的增大，用户在在平板显示装置正前方观看时，发现显示屏幕四个边角的亮度低于中心的亮度。如图1所示，平板显示装置10射出的光线垂直于显示屏幕，人眼20在平板显示装置10的正前方位置观看，发现显示屏幕四个边角的亮度低于中心亮度。进一步地，采用测试镜头测试平板显示装置10射出的光线强度，评价平板显示装置10的显示屏幕的亮度的均匀性；如图2a、图2b所示，在平板液晶显示器10选取9个位置点进行测试；为了符合观看习惯，测试镜头21位于平板显示装置10正前方中间位置，测试时，测试镜头21位置不变，依靠测试镜头21旋转来对准每个测试点（P0、P1......P9），测试结果显示，与测试镜头21垂直正对的测试点P0位置光线强度最强，位于平板显示装置10边角区域的测试点（P5、P6、P7、P8）光线强度最弱，显然，在图2a、图2b所示位置检测出平板显示装置10屏幕亮度不均匀，主要因现有的导光板使光线垂直于显示屏幕射出，而非会聚向人眼20或测试镜头21位置，使得在显示屏幕的正前方观看或测试时，显示屏幕的四个边角与中心存在亮度差，特别是大尺寸平板显示装置尤为明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导光板、背光模组及显示装置，用于改善显示装置的显示品质。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种导光板，包括：具有出光面的导光板基材；以及

分别位于所述出光面四个边角内的多个第一三棱柱，每一个边角内的第一三棱柱彼此平行排列，且每一个第一三棱柱中有一个棱面与所述出光面重合，背向所述出光面中心的第一侧棱面与所述出光面之间的第一夹角为45°，朝向所述出光面中心的第二侧棱面与所述出光面之间的第二夹角在指向所述出光面中心的方向上逐渐减小；

位于所述出光面除四个边角以外区域的多个第二三棱柱，且每一个第二三棱柱中有一个棱面与所述出光面重合，每一个第二三棱柱的横截面形状为等腰直角三角形。

优选地，所述第二夹角可由以下计算式确定：

α=arc tan{(cosΦ+ncosβ)/(sinΦ+ncosβ)}

其中，α为朝向所述出光面中心的第二侧棱面与所述出光面之间的第二夹角，n为光线通过第一三棱柱的折射率，Φ为出射光线与所述出光面之间的夹角，β为入射光线与所述出光面之间的夹角；γ为出射光线与第一三棱柱的第二侧棱面的法线之间的夹角。

优选地，所述第二夹角α大于45°小于90°。

优选地，每一个所述第一三棱柱相对于所述出光面的高度相同。

优选地，每一个所述第一三棱柱的底边与所述出光面的其中一条直边成45°角。

优选地，所述多个第二三棱柱分为第一部分和第二部分；其中第一部分中的第二三棱柱分别与所述第一三棱柱平行排列，第二部分中的第二三棱柱分别与所述出光面的其中一条直边平行排列。

优选地，所述多个第二三棱柱为横截面尺寸相同的等腰直角三角形。

优选地，所述第一三棱柱相对于所述出光面的高度和所述第二三棱柱的相对于所述出光面的高度相同。

优选地，所述第一三棱柱、第二三棱柱和所述导光板基材为一体化结构。

本发明同时还提供了一种背光模组，包括具有上述技术特征的导光板。

本发明同时还提供了一种显示装置，包括具有上述技术特征的背光模组。

从上述技术方案可知，本发明提供的导光板的出光面上具有两种棱结构：第一三棱柱和第二三棱柱；其中，第一三棱柱设置在出光面的四个边角区域内，在每一个边角内的第一三棱柱彼此平行排列，且每一个第一三棱柱中有一个棱面与所述出光面重合，背向所述出光面中心的第一侧棱面与所述出光面之间的第一夹角为45°，朝向所述出光面中心的第二侧棱面与所述出光面之间的第二夹角在指向所述出光面中心的方向上逐渐减小，即每一个边角区域内，越接近出光面中心，第二夹角越小；第二三棱柱设置在出光面除四个边角以外区域，且第二三棱柱横截面形状为等腰直角三角形。当光线从本发明提供的导光板中射出时，在出光面的四个边角处，光线经过第一三棱柱折射后，与出光面呈一定的倾斜角度射出，并向中心会聚；在除四个边角以外区域，光线经过第二三棱柱折射后，垂直于出光面射出。因此，在导光板的正前方检测光线亮度均匀性时，出光面的四个边角与中心的亮度基本相同，即导光板的四个边角与中心之间没有亮度差。

可见，采用本发明提供的导光板的背光模组及显示装置，从边角射出的光线向中心会聚，不同于传统的垂直于出光面射出，因此，在显示装置的正前方观看或检测显示屏幕的亮度时，可减轻显示屏幕四个边角与中心的亮度差；从而改善显示装置的显示品质。

附图说明

图1为现有技术中光线从显示屏幕中射出的示意图；

图2a为检测现有技术中显示屏幕亮度的主视图；

图2b为检测现有技术中显示屏幕亮度的测视图；

图3为本发明实施例提供的一种导光板的结构示意图；

图4为图3中A-A方向第一三棱柱的横截面图；

图5为图3中B-B或C-C方向第二三棱柱的横截面图；

图6为光线经过第一三棱柱时的示意图；

图7为光线从显示屏幕一点射出的示意图。

附图标记：

10–平板显示装置，20、21–人眼或检测镜头，

1–入射光线，2–出射光线，P0、P1......P8–测试点，

S1–第一侧棱面，S2-第二侧棱面。

具体实施方式

现有的导光板使光线垂直于显示屏幕射出，而非会聚在显示屏幕正前方的观看者或测试镜头，使得在显示屏幕的正前方观看或测试时，显示屏幕的四个边角与中心存在亮度差，特别是大尺寸平板显示装置尤为明显。

有鉴于此，本发明提供了一种导光板，通过改变导光板出光面上的棱结构，使从显示屏幕射出的光线向显示屏幕中心会聚，减轻显示屏幕的四个边角与中心存在的亮度差，从而改善显示装置的显示品质。

为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合说明书附图对本发明实施例进行详细的描述。

首先申明，导光板的出光面形状可以是矩形，也可以是其它多边形，为了方便描述，下述导光板的出光面均以矩形出光面进行举例说明。

如图3、图4、图5所示，本发明实施例提供了一种导光板，包括：

具有出光面的导光板基材；以及

分别位于出光面四个边角内的多个第一三棱柱，每一个边角内的第一三棱柱彼此平行排列，且每一个第一三棱柱中有一个棱面与所述出光面重合，背向所述出光面中心的第一侧棱面S1与所述出光面之间的第一夹角为45°，朝向所述出光面中心的第二侧棱面S2与所述出光面之间的第二夹角在指向所述出光面中心的方向上逐渐减小；

位于所述出光面除四个边角以外区域的多个第二三棱柱，且每一个第二三棱柱中有一个棱面与所述出光面重合，每一个第二三棱柱的横截面形状为等腰直角三角形。

更具体地说，参见图3、图4，在出光面的每一个边角区域内分别设置有一组第一三棱柱，每一个第一三棱柱的横截面形状为三角形，其中，底边位于出光面内，远离出光面中心的一条侧边与底边之间的夹角为45°，另外一条侧边与底边的夹角在指向出光面中心的方向上逐渐减小；换句话说，在第一三棱柱中，背向出光面中心的第一侧棱面S1与出光面之间的第一夹角是45°，是不变的；但朝向出光面中心的第二侧棱面S2与所述出光面之间的第二夹角，在相邻的两个第一三棱柱中，远离出光面中心的第一三棱柱的第二夹角大于靠近出光面中心的第一三棱柱的第二夹角。

参见图3、图5，在B-B方向和C-C方向，上述第二三棱柱的横截面形状为等腰直角三角形，排列在出光面除四个边角以外区域。

当光线从本发明实施例提供的导光板中射出时，在导光板的四个边角区域内，光线经过第一三棱柱折射后，与出光面呈一定的倾斜角度射出，并向中心会聚；在除四个边角以外区域，光线经过第二三棱柱折射后，垂直于出光面射出。因此，在导光板的正前方检测光线亮度均匀性时，在导光板的四个边角与中心的亮度基本相同，即导光板的四个边角与中心之间没有亮度差。

如图6、图7所示，上述朝向出光面中心的第二侧棱面S2与出光面之间的第二夹角α可以通过以下计算式推导出：

sinγ/sin(α+β-90°)=n

Φ＝γ+90°-α

其中，n为光线通过第一三棱柱的折射率；Φ为出射光线与出光面之间的夹角，可以根据计算式Φ=arctan H/L计算得出，H为测试点或观看点到出光面的距离，L为光线从第一三棱柱中射出点与出光面中心的距离，即Φ为已知参数；β为入射光线与出光面之间的夹角，与导光板的厚度及导光板上网点有关，因此β也为已知参数；γ为出射光线与第一三棱柱的第二侧棱面S2的法线之间的夹角，为未知参数；

根据上述两个计算式可推导出第二夹角α，

α=arctan{(cosΦ+ncosβ)/(sinΦ+ncosβ)}

为了使从第一三棱柱射出光线向导光板中心会聚，较佳地，上述第二夹角α大于45°小于90°；每一个所述第一三棱柱的底边与所述出光面的其中一条直边成45°角。由于每个边角内的第一三棱柱均为平行设置，第一三棱柱设置有两条底边均设置在出光面上，所以实际上，每一个所述第一三棱柱的两条底边均与所述出光面的其中一条直边成45°角，那么矩形的导光板中的另一条边当然也与两条底边均成45°角。

为了防止第一三棱柱的压伤，优选地，每一个第一三棱柱相对于所述出光面的高度相同。

为了使导光板具有良好的向中心聚光效果，优选地，上述多个第二三棱柱分为第一部分和第二部分；其中第一部分中的第二三棱柱分别与第一三棱柱平行排列，第二部分中的第二三棱柱分别与出光面的长边平行排列；或者说，上述多个第二三棱柱中，一部分第二三棱柱分别与第一三棱柱平行排列，余下的第二三棱柱与出光面的其中一条直边平行排列。但不限于此，上述多个第二三棱柱还有其它排列方式，例如，所有第二三棱柱与出光面的其中一条直边平行排列，或上述多个第二三棱柱分为四组，分别一组第一三棱柱平行排列等。

上述第一三棱柱相对于出光面的高度和第二三棱柱相对于出光面的高度可以相同，也可以不相同，为了防止第二三棱柱的压伤，较佳地，第一三棱柱相对于出光面的高度和第二三棱柱相对于出光面的高度相同。

为了便于制备以及具有良好的光效，上述多个第二三棱柱为横截面尺寸相同的等腰直角三角形。

优选地，所述第一三棱柱、第二三棱柱和导光板基材为一体化结构，具体可通过注塑成型工艺制备。

值得一提的是，在上述实施例中，导光板上的第一三棱柱和第二三棱柱的结构和排列方式，也可以应用在棱镜片中，即棱镜片中的微结构棱镜可以采用具有上述技术特征的第一三棱柱和第二三棱柱，同样也可以达到将背光模组产生的光向中心会聚的效果，减轻显示屏幕的四个边角与中心的亮度差，达到改善显示屏幕显示效果的目的。

本发明同时还提供了一种背光模组，包括具有上述技术特征的导光板。

本发明同时还提供了一种显示装置，包括具有上述技术特征的背光模组。所述显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件。因背光模组中采用了上述导光板，可使射出的光线向中心会聚，在显示装置的正前方观看或检测显示屏幕的亮度时，可减轻显示屏幕四个边角与中心的亮度差；从而改善显示装置的显示品质。

综上所述，在显示装置中，使用本发明提供的导光板，根据光线的折射规律，可使射出的光线向中心会聚，在显示装置的正前方观看或检测显示屏幕的亮度时，可减轻显示屏幕四个边角与中心的亮度差；因此，与现有技术相比，改变了光线从显示屏幕中射出方向，减轻了显示屏幕四个边角与中心的亮度差，从而改善显示装置的显示品质。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种导光板，包括具有出光面的导光板基材，其特征在于，还包括：

分别位于所述出光面四个边角内的多个第一三棱柱，每一个边角内的第一三棱柱彼此平行排列，且每一个第一三棱柱中有一个棱面与所述出光面重合，背向所述出光面中心的第一侧棱面与所述出光面之间的第一夹角为45°，朝向所述出光面中心的第二侧棱面与所述出光面之间的第二夹角在指向所述出光面中心的方向上逐渐减小；

位于所述出光面除四个边角以外区域的多个第二三棱柱，且每一个第二三棱柱中有一个棱面与所述出光面重合，每一个第二三棱柱的横截面形状为等腰直角三角形。

2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述第二夹角可由以下计算式确定：

α=arc tan{(cosΦ+ncosβ)/(sinΦ+ncosβ)}

其中，α为朝向所述出光面中心的第二侧棱面与所述出光面之间的第二夹角，n为光线通过第一三棱柱的折射率，Φ为出射光线与所述出光面之间的夹角，β为入射光线与所述出光面之间的夹角，γ为出射光线与第一三棱柱的第二侧棱面的法线之间的夹角。

3.如权利要求2所述的导光板，其特征在于，所述第二夹角α大于45°小于90°。

4.如权利要求1-3任一所述的导光板，其特征在于，每一个所述第一三棱柱相对于所述出光面的高度相同。

5.如权利要求4所述的导光板，其特征在于，每一个所述第一三棱柱的底边与所述出光面的其中一条直边成45°角。

6.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述多个第二三棱柱分为第一部分和第二部分；其中第一部分中的第二三棱柱分别与所述第一三棱柱的平行排列，第二部分中的第二三棱柱分别与所述出光面的其中一条直边平行排列。

7.如权利要求6所述的导光板，其特征在于，所述多个第二三棱柱为横截面尺寸相同的等腰直角三角形。

8.如权利要求1-3或6-7任一所述的导光板，其特征在于，所述第一三棱柱相对于所述出光面的高度和所述第二三棱柱相对于所述出光面的高度相同。

9.如权利要求8所述的导光板，其特征在于，所述第一三棱柱、第二三棱柱和所述导光板基材为一体化结构。

10.一种背光模组，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的导光板。

11.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求10所述的背光模组。

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