CN103149625A - 一种导光板、led背光模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导光板、LED背光模组和电子设备，所述导光板包括：入光面；出光面，与所述至少一入光面相交；印刷面，所述印刷面具体包括留白区域和网点区域；所述网点区域包括至少一网点；所述留白区域，与所述至少一入光面和所述网点区域相接；其中，所述留白区域包括至少两个留白子区域，所述至少两个留白子区域对应的至少两个子折射率中至少有两个子折射率互不相同，使得当位于所述至少一入光面一侧的LED光源所产生的第一入射光从所述入光面入射至所述至少两个留白子区域时，所述第一入射光以曲线轨迹在所述至少两个留白子区域中传播，所述曲线轨迹的弯曲方向具体是朝向所述导光板的平行于所述印刷面的中轴线。

Description

一种导光板、LED背光模组及电子设备

技术领域

本发明涉及背光照明技术领域，特别涉及一种导光板、LED背光模组及电子设备。

背景技术

随着电子技术的发展，产生了越来越多的电子设备，其中，很多电子设备都具有液晶显示屏，通常情况下，液晶显示屏包括液晶面板和背光模组，所述液晶面板由两层玻璃基片中间夹一液晶层组成，其中，由于液晶面板本身不发光，故而需要通过背光模组为其提供均匀的光源系统。

在现有技术中，通常情况下，LED背光模组包括：直下式LED背光模组和侧入式LED背光模组，其中，请参考图1，侧入式LED背光模组包括如下结构：

导光板11，具体包括：入光面101；出光面102；印刷面103，与所述出光面103相对设置，其中，所述印刷面包括留白区域103a和网点区域103b，所述留白区域103a与所述入光面101相接，所述网点区域103b与所述留白区域103a相接；

LED光源12，与所述入光面101相对设置；

反射板13，设置于所述导光板11底部；

其中，通过所述LED光源12所产生入射光，经由所述入光面101入射至所述印刷面103上之后，经由所述印刷面103的折射作用和/或反射作用，以及所述反射板13的反射作用，进而反射至所述出光面102。

现有技术中，随着LED光源的功率的增加，LED光源之间的距离也随着增加，而随着LED光源之间的距离的增加，将导致相邻LED光源的中间区域呈现暗区，进而使LED光源的临近区域出现亮斑，目前，可以采用多种方式解决亮斑问题，下面列举其中的两种进行介绍：

第一种，在网点区域分布网点时，在离LED光源较远处不设或少布网点，减少对光线的折射和反射；

第二种，在导光板上靠近LED光源的部分区域涂黑，以吸收一部分光线。

本申请发明人在实现本申请实施例技术方案的过程中，至少发现现有技术中存在如下技术问题：

在采用第一种方案解决光斑问题时，由于网点区域分布的网点数量减少，故而导致对光的反射作用和折射作用降低，故而导致入光侧变暗，而采用第二种方案解决光斑问题时，由于会吸收一部分光线，也会导致入光侧变暗，故而，现有技术中存在缓解光斑问题时导致入光侧光线亮度降低的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种导光板、LED背光模组和电视机，用于解决现有技术中存在缓解光斑问题时导致入光侧光线亮度降低的技术问题。

一方面，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种导光板，包括：

至少一入光面；

一出光面，与所述至少一入光面相交；

印刷面，与所述出光面相对设置，所述印刷面具体包括留白区域和网点区域；所述网点区域包括至少一网点；所述留白区域，与所述至少一入光面和所述网点区域相接；

其中，所述留白区域包括至少两个留白子区域，所述至少两个留白子区域对应的至少两个子折射率中至少有两个子折射率互不相同，使得当位于所述至少一入光面一侧的LED光源所产生的第一入射光从所述至少一入光面入射至所述至少两个留白子区域时，所述第一入射光以曲线轨迹在所述至少两个留白子区域中传播，所述曲线轨迹的弯曲方向具体是朝向所述导光板的平行于所述印刷面的中轴线。

另一方面，本申请通过另一实施例提供如下技术方案：

一种侧光式LED背光模组，包括：

本申请任一实施例所介绍的导光板；

LED光源，与所述至少一入光面相对设置；

其中，通过所述LED光源所产生的所述第一入射光在通过所述入光面入射至所述导光板之后，经由所述印刷面的反射作用反射至所述出光面。

另一方面，本申请通过另一实施例提供如下技术方案：

一种电子设备，包括：

机壳；

处理器，设置在所述机壳内；

显示单元，设置在所述机壳上，与所述处理器连接，其中，所述显示单元包括：

液晶面板；

本申请另一实施例提供的侧光式LED背光模组，与所述液晶面板连接，其中，所述液晶面板设置于所述侧光式LED背光模组表面，通过所述侧光式LED背光模组可给所述液晶面板提供背光。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

（1）由于在本申请实施例中，采用了将导光板的留白区域的至少两个留白子区域的至少两个子折射率设置为至少有两个子折射率互不相同的技术方案，进而使LED光源所产生的第一入射光在入射至所述留白子区域之后，第一入射光以曲线传播的方式在至少两个留白子区域中传播，即第一入射光在留白区域的传播轨迹是曲线轨迹，而该曲线轨迹的弯曲方向是朝向导光板的平行于印刷面的中轴线，所以能将第一入射光催向远离留白区域的方向，减少了第一入射光与留白区域所对应的出光面部分和印刷面部分的接触，所以减少了第一入射光在留白区域的反射和折射，进而减少了留白区域对应的出光面部分的出射光线，进而降低散射至LED光源附近的光线，故而能够解决光斑问题，同时由于并未减少网点的分布、也不用像现有技术的方案一样将导光板的某一区域涂黑以吸收一部分光线，故而达到了在解决光斑问题的同时不降低入光侧光线亮度的技术效果。

附图说明

图1为现有技术中侧光式LED背光模组的结构图；

图2a和图2b为本申请实施例一中导光板的结构图；

图3为本申请实施例一中制造留白区域的流程图；

图4a为现有技术中光线的传播轨迹示意图；

图4b为本申请实施例一中光线的传播轨迹示意图；

图5为本申请实施例二中侧光式LED背光模组的示意图；

图6为本申请实施例三中电子设备的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种导光板、LED背光模组和电视机，用于解决现有技术中存在缓解光斑问题时导致入光侧光线亮度降低的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：

提供一种导光板，具体包括：至少一入光面；一出光面，与所述至少一入光面相交；印刷面，与所述出光面相对设置，所述印刷面具体包括留白区域和网点区域；所述网点区域包括至少一网点；所述留白区域，与所述至少一入光面和所述网点区域相接；其中，所述留白区域包括至少两个留白子区域，所述至少两个留白子区域对应的至少两个子折射率中至少有两个子折射率互不相同，使得当位于所述至少一入光面一侧的LED光源所产生的第一入射光从所述入光面入射至所述至少两个留白子区域时，所述第一入射光以曲线传播的方式在所述至少两个留白子区域中传播。

由于采用上述方案所制造的导光板，第一入射光以曲线传播的方式在至少两个留白子区域中传播，即第一入射光在留白区域的传播轨迹是曲线轨迹，而该曲线轨迹的弯曲方向是朝向导光板的平行于印刷面的中轴线，所以能将第一入射光催向远离留白区域的方向，减少了第一入射光与留白区域所对应的出光面部分和印刷面部分的接触，所以减少了第一入射光在留白区域的反射和折射，进而减少了留白区域对应的出光面部分的出射光线，进而降低散射至LED光源附近的光线，故而能够解决光斑问题，同时由于并未减少网点的分布、也不用像现有技术中的方案一样将导光板的某一区域涂黑以吸收一部分光线，故而达到了在解决光斑问题的同时不降低入光侧光线亮度的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

本申请实施例一提供一种导光板，请参考图2a和图2b，其中图2a为导光板的结构图，图2b为导光板中印刷面的结构图，所述导光板包括如下结构：

至少一入光面21；

一出光面22，与至少一入光面21相交；

印刷面23，与所述出光面22相对设置，所述印刷面23具体包括留白区域23a和网点区域23b；所述留白区域23a，与所述至少一入光面21和网点区域23b相接，其中，所述留白区域23a包括至少两个留白子区域23a1，所述至少两个留白子区域对应的至少两个子折射率中至少有两个子折射率互不相同；所述网点区域23b，与所述留白区域23a相接，其中，所述网点区域23b包括第一子网点区域23b1在内的至少一子网点区域，所述第一子网点区域23b1内包含至少一网点23b2；

其中，位于所述至少一入光面21一侧的LED光源所产生的第一入射光从所述至少一入光面22入射至所述至少两个留白子区域23a1时，通过所述至少两个留白子区域23a1，将所述第一入射光由直线传播方式变为曲线传播方式，并且该曲线传播的方式，使得第一入射光在留白区域23a的传播轨迹是曲线轨迹，而该曲线轨迹的弯曲方向是朝向导光板的平行于印刷面23的中轴线，换句话说，即该曲线轨迹是沿中轴线凸向印刷面23和/或出光面22，而距离中轴线最远的曲线轨迹上的凸点中没有或少量接触到印刷面23和出光面22，所以相比现有技术，减少了第一入射光与至少两个留白子区域23a1对应的出光面部分和印刷面部分接触，以减少留白区域23a对所述第一入射光的折射作用和/或反射作用。其中，该少量表示，本实施例中的量，相较于在其他条件相同下第一入射光与以直线传播的方式传播时，在留白区域中传播时与印刷面23和出光面22接触的量少。

在具体实施过程中，所述至少两个子折射率具体为梯度分布折射率，即渐变折射率分布，所述梯度分布折射率具体为：随着X轴坐标和/或Y轴坐标和/或Z轴坐标的增加，所述至少两子折射率逐渐增加的折射率。

在具体实施过程中，所述留白区域的梯度分布折射率可以通过离子交换的方式获得，下面将介绍其中的一种制造方式，如图3所示，具体包括如下步骤：

步骤S301：清洗玻璃基片，在具体实施过程中，在对玻璃基片进行清洗时，首先通过丙酮对其进行清洗；然后通过酒精清洗；然后通过洗涤液进行清洗；最后通过去离子水进行清洗，当然，在具体实施过程中，还可以采用其它方式清洗玻璃基片，对此本申请实施例不作限制。在清洗完玻璃基片之后，就可以对其进行烘干操作。

步骤S302:将清洗好的玻璃基片以及盛有一定配比的AgNO₃、KNO₃离子混合物的刚玉坩埚置于精密控温炉腔内，设置升温程序进行预热，当然在具体实施过程中，所述离子混合物也可以为其它离子混合物，对此，本申请实施例不作限制；

步骤S303：待温度升至335℃～355℃并稳定后，将玻璃基片浸没于熔盐中并进行离子交换，交换过程中，炉腔温度浮动在±0.1℃内；

步骤S304:在进行离子交换2～4小时内，将玻璃基片从熔盐中取出，自然冷却，从去离子水洗去玻璃基片表面残留的熔盐，即获得所述留白区域。

在具体实施过程中，基于所述离子混合物的不同，以及预设温度、预定比例、反应时间的不同，所述留白区域上的梯度分布折射率也不同。

在具体实施过程中，所述至少两个留白子区域所对应的梯度折射率分布可以分为多种情况，下面列举其中的两种进行介绍，当然，在具体实施过程中，不限于以下两种情况。

第一种，所述梯度分布折射率，具体对应如下梯度分布折射率公式：

$N(x,y,z)=n_0+\underset{i=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}(a_i*z^i+b_i*x^i+c_i*y^i);$

其中，N（x,y,z)为折射率；

n₀为常数；

a_i、b_i、c_i为常数且不全为零；

x，y，z分别表示x轴、y轴、z轴坐标。

在现有技术中，所述留白区域所对应的折射率,是不变的，故而如图4a所示，导致所述第一入射光在入射至所述导光板之后呈直线传播，因而在所述第一子网点区域内被大量反射或折射回光线的入射点，进而导致存在光斑现象。

而在本申请实施例中，所述第一入射光在入射至所述导光板之后，如图4b所示，其光线会以余弦曲线轨迹进行传播，并可以看出，该余弦曲线轨迹的弯曲方向是朝向导光板的平行于印刷面的中轴线，其中，在具体实施过程中，所述留白区域的宽度大于所述余弦曲线轨迹的周期的四分之一，也就是所述印刷版23在图中的41处（其中，41为所述余弦曲线轨迹的周期的二分之一处）就能够达到消除光斑的技术效果。而通常情况下，留白区域的制造成本会较高，故而为了达到节约成本的技术效果，在保证所述留白区域大于所述余弦曲线轨迹的周期的四分之一的情况下，尽量降低所述留白区域的宽度。

由以上描述可知，由于在本申请实施例中，可以通过所述留白区域控制所述第一入射光在入射至所述导光板之后光线成余弦曲线传播轨迹，故而达到了对所述第一入射光的传播控制更加精确的技术效果。

并且，由于在本申请实施例中，所述留白区域宽度大于所述余弦曲线轨迹的周期的四分之一的区域，而当留白区域宽度大于所述余弦曲线轨迹的周期的四分之一时，就能够充分的降低反射至光斑区域的所述第一入射光，故而达到了充分降低光斑的技术效果。

并且，由于在本申请实施例中，所述留白区域宽度除了大于所述余弦曲线估计的周期的四分之一外，还小于所述周期的二分之一，而所述留白区域的制造成本较高，故而达到了保证充分降低光斑的同时降低了成本的技术效果。

在这种情况下，基于a_i、b_i、c_i的不同，所述梯度分布折射率也可以分为多种情况，下面列举其中的三种进行介绍，当然，在具体实施过程中，不限于以下三种情况。

（1）轴向渐变折射率。

在这种情况下，所述轴向渐变折射率对应如下轴向渐变折射率公式：

$N(x,y,z)=n_0+\underset{i=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}{a}_i*z^i.$ 此时，a_i不为零。

具体来讲，也就是所述留白区域所对应的至少两个留白子区域，其所对应的至少两个子折射率只与所述留白子区域所对应的z轴坐标相关，而与其它坐标不相关。

（2）垂直于光行进方向渐变折射率。

在这种情况下，所述垂直于光行进方向渐变折射率对应如下垂直于光行进方向渐变折射率公式：

$N(x,y,z)=n_0+\underset{i=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}(+b_i*x^i+c_i*y^i).$ 此时，不为零。

具体来讲，也就是随着光的入射距离的增加，其对应的折射率也随着增加。

（3）径向渐变折射率。

在这种情况下，所述径向渐变折射率对应如下径向渐变折射率公式：

N(r)=N₀*(1-0.5a*r²)；

其中，a不为零，r²=x²+y²+z²。

具体来讲，也就是以入射点为圆心，位于同一半径的区域其对应的折射率相同。

第二种，所述梯度分布折射率对应如下梯度分布折射率公式：

N(r)=N₀*(1+(ar)²)^-1；

其中，a为常数且不为零，r²=x²+y²+z²。

在这种情况下，所述梯度分布折射率，具体为：球向渐变折射率。

具体来讲，也就是以入射点为球心，位于同一半径的球形区域其对应的折射率相同。

由以上描述可知，由于在本申请实施例中，在控制所述至少一留白区域的折射率为梯度分布折射率时，可以采用多种分布方式，比如：轴向渐变折射率、垂直于光行进方向渐变折射率、径向渐变折射率或球向渐变折射率等等，故而达到了控制折射率为梯度分布折射率时，其控制方式更加多样化的技术效果。

实施例二

基于同一发明构思，本申请实施例二提供一种侧光式LED背光模组，请参考图5，所述LED背光模组具体包括如下结构：

本申请实施例一所介绍的导光板501；

LED光源502，与所述至少一入光面21相对设置；

其中，通过所述LED光源502所产生的所述第一入射光在通过所述入光面21入射至所述导光板501之后，经由所述印刷面23的反射作用反射至所述出光面23。

在本实施例中，虽然是以双侧入光式为例进行介绍的，但是在实际运用中，也可以是单侧入光式，或者是两侧以上的入光式LED背光模组，其工作原理类似，所以在此不再赘述。

由于本申请实施例二所介绍的侧光式LED背光模组，为采用本申请实施例一所介绍的导光板制造而成的侧光式LED背光模组，故而基于本申请实施例一所介绍的导光板，本领域所属技术人员能够了解本申请实施例二所介绍的侧光式LED背光模组的具体结构及变形，故而在此对于所述侧光式LED背光模组不再详细介绍，只要采用本申请实施例一所介绍的导光板制造而成的LED背光模组，都属于本申请的保护范围。

实施例三

基于同一发明构思，本申请实施例三提供一种电子设备，例如电视机，液晶显示器，请参考图6，所述电子设备包括如下结构：

机壳61；

处理器62，设置在所述机壳61内；

显示单元63，设置在所述机壳61上，与所述处理器62连接，其中，所述显示单元63包括：

液晶面板63a；

本申请实施例二所介绍的侧光式LED背光模组63b，与所述液晶面板63a连接，其中，所述液晶面板63a设置于所述侧光式LED背光模组63b表面，通过所述侧光式LED背光模组63b可给所述液晶面板63a提供背光。

由于本申请实施例三所介绍的电子设备，为采用本申请实施例二所介绍的侧光式LED背光模组制造而成的电子设备，故而基于本申请实施例一所介绍的导光板以及本申请实施例二所介绍的侧光式LED背光模组，本领域所属技术人员能够了解本申请实施例三所介绍的电子设备的具体结构及变形，故而在此对于所述电子设备不再详细介绍，只要采用本申请实施例二所介绍的侧光式LED背光模组制造而成的电子设备，都属于本申请的保护范围。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

（1）由于在本申请实施例中，采用了将导光板的留白区域的至少两个留白子区域的至少两个子折射率设置至少有两个子折射率互不相同的技术方案，进而使LED光源所产生的第一入射光在入射至所述留白子区域之后，第一入射光以曲线传播的方式在至少两个留白子区域中传播，即第一入射光在留白区域的传播轨迹是曲线轨迹，而该曲线轨迹的弯曲方向是朝向导光板的平行于印刷面的中轴线，所以能将第一入射光催向远离留白区域的方向，减少了第一入射光与留白区域所对应的出光面部分和印刷面部分的接触，所以减少了第一入射光在留白区域的反射和折射，进而减少了留白区域对应的出光面部分的出射光线，进而降低散射至LED光源附近的光线，故而能够解决光斑问题，同时由于并未减少网点的分布、也不用像现有技术的方案一样将导光板的某一区域涂黑以吸收一部分光线，故而达到了在解决光斑问题的同时不降低入光侧光线亮度的技术效果。

（2）由于在本申请实施例中，在控制所述至少一留白区域的折射率为梯度分布折射率时，可以采用多种分布方式，比如：轴向渐变折射率、垂直于光行进方向渐变折射率、径向渐变折射率或球向渐变折射率等等，故而达到了控制折射率为梯度分布折射率时，其控制方式更加多样化的技术效果。

（3）由于在本申请实施例中，可以通过所述留白区域控制所述第一入射光在入射至所述导光板之后光线成余弦曲线传播轨迹，故而达到了对所述第一入射光的传播控制更加精确的技术效果。

（4）由于在本申请实施例中，所述留白区域宽度大于所述余弦曲线轨迹的周期的四分之一的区域，而当留白区域宽度大于所述余弦曲线轨迹的周期的四分之一时，就能够充分的降低反射至光斑区域的所述第一入射光，故而达到了充分降低光斑的技术效果。

（5）由于在本申请实施例中，所述留白区域宽度除了大于所述余弦曲线估计的周期的四分之一外，还小于所述周期的二分之一，而所述留白区域的制造成本较高，故而达到了保证充分降低光斑的同时降低了成本的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

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 (10)

1.一种导光板，其特征在于，包括：

至少一入光面；

一出光面，与所述至少一入光面相交；

印刷面，与所述出光面相对设置，所述印刷面具体包括留白区域和网点区域；所述网点区域包括至少一网点；所述留白区域，与所述至少一入光面和所述网点区域相接；

其中，所述留白区域包括至少两个留白子区域，所述至少两个留白子区域对应的至少两个子折射率中至少有两个子折射率互不相同，使得当位于所述至少一入光面一侧的LED光源所产生的第一入射光从所述至少一入光面入射至所述至少两个留白子区域时，所述第一入射光以曲线轨迹在所述至少两个留白子区域中传播，所述曲线轨迹的弯曲方向具体是朝向所述导光板的平行于所述印刷面的中轴线。

2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述至少两个子折射率具体为梯度分布折射率，所述梯度分布折射率具体对应如下梯度分布折射率公式：

$N(x,y,z)=n_0+\underset{i=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}(a_i*z^i+b_i*x^i+c_i*y^i);$

其中，N（x,y,z)为折射率；

n₀为常数；

a_i、b_i、c_i为常数且不全为零；

x，y，z分别表示x轴、y轴、z轴坐标。

3.如权利要求2所述的导光板，其特征在于，所述梯度分布折射率具体为轴向渐变折射率，所述轴向渐变折射率对应如下轴向渐变折射率公式：

$N(x,y,z)=n_0+\underset{i=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}{a}_i*z^i,$

其中，a_i不为零。

4.如权利要求2所述的导光板，其特征在于，所述梯度分布折射率具体为垂直于光行进方向渐变折射率，所述垂直于光行进方向渐变折射率对应如下垂直于光行进方向渐变折射率公式：

$N(x,y,z)=n_0+\underset{i=1}{\overset{16}{\mathrm{\Σ}}}(+b_i*x^i+c_i*y^i),$

其中，b_i、c_i不为零。

5.如权利要求2所述的导光板，其特征在于，所述梯度分布折射率具体为径向渐变折射率，所述径向渐变折射率对应如下径向渐变折射率公式：

N(r)=N₀*(1-0.5a*r²)；

其中，a不为零，r²=x²+y²+z²。

6.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述至少两个子折射率具体为球向渐变折射率，对应如下球向渐变折射率公式：

N(r)=N₀*(1+(ar)²)^-1；

其中，a为常数且不为零，r²=x²+y²+z²。

7.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述留白区域，具体为：控制所述第一入射光入射至所述导光板之后以余弦曲线轨迹进行传播的区域。

8.如权利要求7所述的导光板，其特征在于，所述留白区域，具体为：宽度大于所述余弦曲线轨迹的周期的四分之一的区域。

9.一种侧光式LED背光模组，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一权项所述的导光板；

LED光源，与所述至少一入光面相对设置；

其中，通过所述LED光源所产生的所述第一入射光在通过所述入光面入射至所述导光板之后，经由所述印刷面的反射作用反射至所述出光面。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

机壳；

处理器，设置在所述机壳内；

显示单元，设置在所述机壳上，与所述处理器连接，其中，所述显示单元包括：

液晶面板；

如权利要求9所述的侧光式LED背光模组，与所述液晶面板连接，其中，所述液晶面板设置于所述侧光式LED背光模组表面，通过所述侧光式LED背光模组可给所述液晶面板提供背光。

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