CN103267995A - 导光板以及具有该导光板的背光模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导光板,包括至少一个用来接收光束的入射面、一个出射面以及一个与所述的出射面相对的底面,所述的底面分布多个横截面呈V型的曲线部,所述的曲线部为凹槽或者凸起,所述的曲线部具有迎光面与背光面,所述的迎光面与所述的背光面之间具有夹角γ,所述的γ的角度范围为90°-150°,所述的迎光面与所述的底面之间具有夹角β,所述的β的角度范围为25°-40°,本发明还公开一种背光模组,包括导光板、至少一个LED光源、棱镜片以及反射片,采用本发明设计方案的导光板的背光模组,仅使用一张BEF,便具有超窄的出光角度,背光源效率高,能有效降低成本。
Description
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
现有液晶背光源用背光模组基本构成为反射片、导光板、扩散片、BEF(Brightness Enhance Film)x和BEFy,不仅效率较低,且需要使用两个BEF,由于BEF价格高,约占整个背光模组成本30%,继而使得整个背光模组的成本较高。
发明内容
为了克服上述缺点,本发明的目的在于提供一种导光板,成本较低、背光效率高。
为了达到以上目的,本发明提供了一种导光板,包括:至少一个用来接收光束的入射面、一个出射面以及一个与所述的出射面相对的底面,所述的底面分布多个横截面呈V形的曲线部,所述的曲线部为凹槽或者凸起,所述的曲线部具有迎光面与背光面,所述的迎光面与所述的背光面之间具有夹角γ,所述的γ的角度范围为90°-150°,所述的迎光面与所述的底面之间具有夹角β,所述的β的角度范围为25°-40°。
作为优选地,所述的导光板为一具有至少一个缺角的矩形,所述的入射面为所述的缺角的表面,所述的入射面与所述的导光板的一侧边之间具有夹角φ,所述的φ的角度范围为0°-50°。
作为优选地,所述的入射面具有棱镜结构,所述的棱镜结构包括平坦部与小槽部,所述的平坦部的顶角的角度范围为90°-120°,所述的棱镜结构的周期为20微米,所述的小槽部的周期为所述的棱镜结构的周期的0.5-0.7倍。
作为优选地,所述的曲线部为凸起。
作为优选地,所述的曲线部由多个棱镜阵列分布而成。
作为优选地,所述的曲线部的迎光面为一平面。
作为优选地,所述的迎光面呈矩形或者梯形。
作为优选地,所述的曲线部的迎光面为一曲面。
本发明的另一方面,提供了一种背光模组,包括导光板、至少一个LED光源、棱镜片以及反射片,所述的导光板包括至少一个用来接收光束的入射面、一个出射面以及一个与所述的出射面相对的底面,所述的底面分布多个横截面呈V形的曲线部,所述的曲线部为凹槽或者凸起,所述的曲线部具有迎光面与背光面,所述的迎光面与所述的背光面之间具有夹角γ,所述的γ的角度范围为90°-150°,所述的迎光面与所述的底面之间具有夹角β,所述的β的角度范围为25°-40°,所述的LED光源的光轴方向与所述的入射面相垂直,所述的棱镜片设置于所述的出射面的上方,所述的反射片设置于所述的底面的下方。
作为优选地,所述的棱镜片的方向与所述的入射面的方向相平行或者所述的棱镜片的方向与所述的入射面的方向之间具有夹角,所述的夹角的角度范围为39°-129°。
由于采用了上述技术方案,使得采用本发明设计方案的导光板的背光模组,仅使用一张BEF,便具有超窄的出光角度,背光源效率高,能有效降低成本。
附图说明
附图1a为背光模组的立体图(曲线部为凸起);
附图1b为背光模组的立体图(曲线部为凹槽);
附图2为背光模组的俯视图;
附图3为导光板的原理分析图;
附图4a为曲线部上不同位置点的切线斜率的变化图(棱镜片方向与入射面方向平行);
附图4b为曲线部上不同位置点的切线斜率的变化图(棱镜片方向与入射面方向夹角为39°);
附图4c为曲线部上不同位置点的切线斜率的变化图(棱镜片方向与入射面方向夹角为129°);
附图5a为曲线部上不同位置点与LED光源的距离函数曲线图(棱镜片方向与入射面方向平行);
附图5b为曲线部上不同位置点与LED光源的距离函数曲线图(棱镜片方向与入射面方向夹角为39°);
附图5c为曲线部上不同位置点与LED光源的距离函数曲线图(棱镜片方向与入射面方向夹角为129°);
附图6a为导光板的原理示意图一;
附图6b为导光板的原理示意图二;
附图6c为导光板的原理示意图三;
附图7a为导光板的侧视图(曲线部为凸起);
附图7b为导光板的侧视图(曲线部为凹槽);
附图8a为曲线部上不同位置点的迎光面角β的变化示意图(棱镜片方向与入射面方向平行);
附图8b为曲线部上不同位置点的迎光面角β的变化示意图(棱镜片方向与入射面方向夹角为39°);
附图8c为曲线部上不同位置点的迎光面角β的变化示意图(棱镜片方向与入射面方向夹角129°);
附图9a为导光板的出光角度特性示意图(棱镜片方向与入射面方向平行);
附图9b为导光板的出光角度特性示意图(棱镜片方向与入射面方向夹角为39°);
附图9c为导光板的出光角度特性示意图(棱镜片方向与入射面方向夹角129°);
附图10为导光板角区域示意图;
附图11为导光板的立体图;
附图12a为曲线部在不同位置上点的高度变化示意图一;
附图12b为曲线部在不同位置上点的高度变化示意图二
附图13为曲线部在LED光轴方向上的高度变化示意图;
附图14为曲线部间距变化示意图;
附图15为曲线部上不同位置点的迎光面角β的变化示意图(棱镜片方向与入射面方向平行);
附图16为曲线部上不同位置点的迎光面角β的变化示意图(棱镜片方向与入射面方向平行);
附图17为曲线部上不同位置点的迎光面角β的变化示意图(棱镜片方向与入射面方向平行);
附图18为背光模组在5度积分角度下的辉度分布图;
附图19为背光模组的示意图(入射面与导光板的一边相平行,LED光源具有一个);
附图20为背光模组的示意图(入射面与导光板的一边相平行,LED光源具有三个);
附图21为背光模组的示意图(导光板的两边对称具有缺角,LED光源具有两个);
附图22为背光模组的立体图(曲线部为多个棱镜阵列);
附图23a为导光板的立体图(曲线部为凹槽);
附图23b为导光板的立体图(曲线部为多个棱镜阵列);
附图23c为附图23b的俯视图;
附图24a为棱镜的立体图(迎光面呈矩形);
附图24b为附图24a的主视图;
附图25a为棱镜的立体图(迎光面为曲面);
附图25b为附图25a的主视图;
附图26a为棱镜的立体图(迎光面呈梯形);
附图26b为附图26a的主视图;
附图26c为附图26a的侧视图;
附图26d为附图26a的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见各附图,本实施例中的一种导光板,包括至少一个用来接收光束的入射面102、一个出射面103以及一个与出射面103相对的底面104,底面104分布多个横截面呈V形的曲线部105,曲线部105为凹槽或者凸起,图7a表示底面曲线部凸出的情况,图7b表示底面曲线部凹进去的情况,曲线部具有迎光面107与背光面106,迎光面107与背光面106之间具有夹角γ,γ的角度范围为90°-150°,优选的角度范围是100°~120°,这主要是考虑到目前的加工成形技术,因为γ角度越大,加工越容易,成形的效率也越高,迎光面107与底面104之间具有夹角β,β的角度范围为25°-40°,优选值是30°~38°,选用合适的β角,将有利于提高导光板法线方向上的出光效率。
导光板100为一具有至少一个缺角的矩形,入射面102为缺角的表面,入射面102与导光板100的一侧边之间具有夹角φ,φ的角度范围为0°-50°,如附图19、20所示,当φ为0°时,则表示,入射面102与导光板100的一侧边相平行,即导光板100为一个完整的矩形,入射面可设置一个LED光源101,也可以平行设置三个LED光源101,如附图21所示,导光板的两侧均具有缺角,缺角处相应设置有LED光源101,此时φ的角度范围为0°-50°,本实施例中优选为39°。
确定导光板底面曲线部的形状以及曲线部的迎光面角β的大小,是本发明内容的核心部分。在此基础上设计出来的导光板具有较高的出光效率和狭窄的视野角特性,用SPEOS光学软件进行仿真,在BEF的方向112与u轴平行的时候,得到的从BEF上出来的光的角度特性如图9a所示。
当BEF的方向112与u轴成39度和129度的时候,得到的从BEF上出来的光的角度特性如图9b所示和图9c所示。
从图9a,图9b和图9c都可以看出,本发明已经实现了其发明目的,设计出了具有狭窄视野角特性的导光板,同时也由于从BEF出来的光都非常集中的沿着导光板的法线方向出射,所以本发明的导光板具有较高的出光效率。
但是,也由于底面曲线部对光路的控制作用太强,所以会造成导光板的辉度分布不均,为了提高导光板整体的辉度均匀性,本发明采用的包括:在导光板的入射面102上加棱镜小槽形状,调整底面曲线部之间的距离pitch,调整沿LED的光轴方向200上不同位置的曲线部的高度,以及调整每一条曲线部上不同位置点高度的在内的4种方法,下面将一一说明。
对于将LED光源放在导光板上一角的情况,在导光板上的其它3个角区域则是光最难传播到的地方,如图10所示的三个用虚线圈起来的区域。对于A区和B区来说,可以采用在导光板的入射面加棱镜形状以及调整每条曲线部上不同ω角对应的槽的高度的方法来提高辉度;对于C区来说,可采用调整每条曲线部之间的间距Pitch以及沿着LED光轴200方向上的曲线部的高度来提高辉度;当然上面4种方法是相互影响的,在调整辉度均匀性的时候需要综合考虑。
图8a表示了的当棱镜片111的方向112与u轴平行时,随着底面曲线部203上不同位置点与LED点光源的连线OX和u轴所成的夹角ω的变化,迎光面角β的变化规律。
图8b和图8c则分别表示了当棱镜片111的方向112与u轴成39度和129度的时候,V形槽的迎光面角β随ω的变化关系。
图12a和图12b表示了随着ω角的变化,高度在曲线部的不同位置上的两种变化规律。在图12a中,随着ω的增大,高度增加;在图12b中,曲线部两侧高,中间低。当然高度变化不局限于这两种方式,由于进入导光板不同区域的光线数量和曲线部的不同位置对光控制能力强弱的不同,使得辉度分布不均匀,这时,提高辉度值较低区域上的曲线部上高度,降低辉度值较高区域上的曲线部上高度即可。
图13表示了位于LED光轴方向200上,不同曲线部的高度变化函数关系,同LED的距离越大,底面曲线部也越高。
图14表示了在LED光轴方向上,随着距离LED位置的远近,曲线部的间距pitch的变化函数关系,距离越远,间距pitch越小。此外,也可以设定曲线部的间距为一恒定常数,而我们只需要通过高度来调整导光板的辉度分布。
图11表示了在导光板的所述的入射面加上棱镜结构,所述的棱镜结构包括平坦部与小槽部,所述的平坦部的顶角的角度范围为90°-120°,由于底面曲线部对光路的控制比较强,A区和B区的辉度较低,所以优选顶角为90°,使进入导光板的光更加发散,而微细棱镜结构平坦部205可以用来控制入射光的发散程度,平坦部分205在入射面102上所占面积的比例越大,入射光的发散程度就越小,本发明中采用的微细棱镜结构的周期P取20微米,微细棱镜结构小槽部206在一个周期上所占的比例记为P1/P,取值在0.5~0.7之间。
由于现代加工技术的长足发展,使得原先许多受到加工条件限制的新型导光板的制造成为可能。本发明提出,为了更灵活的控制光路,导光板底面可以设计成为有序排布的棱镜小槽阵列的结构,如图22所示。
图23a是导光板底面为曲线部的结构示意图,图23b是导光板100的底面104为多个棱镜阵列的结构示意图。这两种导光板结构既有联系又有区别,实际上棱镜阵列是由曲线部衍生出来的一种结构,它们在沿着ω变化的方向上,曲线的轨迹包括槽的迎光面角度都是一致的,唯一的区别在于,棱镜的长度还有间距都可以自由的调节。图23c表示了底面为棱镜阵列的导光板的俯视图,当相邻两个棱镜间距足够小的时候,连续的阵列就可以看成是一条贯通的曲线部。
上述中提出的调整导光板辉度分布的方法在此同样适用,并且由于可以自由调节棱镜的长短以及疏密,所以调整导光板的辉度分布就变的相对容易一些了。一般的,在辉度值相对较高的区域,可以通过增大相邻棱镜之间的间距或者缩小棱镜的长度,以此区域内的棱镜数目的减少来降低辉度。
对于底面为棱镜的导光板来说,不仅可以通过控制棱镜的数目来调整辉度分布,还可以通过棱镜的形状来更有效的控制光的传播方向。
以从导光板底面凸出来的棱镜为例,图24a~图26d表示了3中不同形状的棱镜小槽结构。
图24a是一种三棱镜结构的透视图,其中迎光面107和背光面106都是平面,图24b表示是这种棱镜的平面结构。
图25a表示的也是一种三棱镜结构,但与图24a所示的三棱镜结构不同的是,它的迎光面107并不是一个平面,在图25b这种三棱镜结构的平面图上也可以看出,三棱镜的迎光面应该是一个曲面,这样设计的目的,主要是希望在小槽的迎光面上可以拦截到更多的入射光,从而有更多的光可以出射。
图26a表示的第三种三棱镜结构的透视图,图26b-26d表示的是此种小槽的三视图,可以看出,这种小槽的迎光面107和背光面106都与前面如图24a所示的第一种三棱镜结构的形状相同,二者的区别在于第三种三棱镜结构,从侧面看是一个梯形,而第一种三棱镜结构,从侧面看是一个矩形。
当然,对于如图26a所示的小槽结构,也可将其迎光面107从平面形状变成曲面形状,诸如此类的变化都属于本发明所保护的范围。
下面结合附图6a-附图6c说明本发明的原理,如附图6a所示,入射光线701直接打到曲线部的迎光面107上后,经过107面的反射,从导光板的出射面103出射,而后经过BEF的折射,又从导光板的法线方向上出来,其中本发明中所使用BEF,是周期为50微米,顶角为90度,底角是45度的棱镜片。
如图6b所示,入射光线702经过迎光面107后透射,透射光线打到反射片115上再次反射后,经背光面106的折射进入了导光板,继续向前传播。
如图6c所示,入射光线703通过在背光面106上的反射和迎光面107的两次反射以后,从导光板的出射面出来,进入BEF后沿着导光板的法线方向出射。
本发明的另一方面,提供一种背光模组,包括导光板100、至少一个LED光源101、棱镜片111以及反射片115,所述的导光板100包括至少一个用来接收光束的入射面102、一个出射面103以及一个与所述的出射面103相对的底面104,所述的LED光源101的光轴方向200与所述的入射面102相垂直,所述的棱镜片111设置于所述的出射面103的上方,所述的反射片115设置于所述的底面104的下方。所述的棱镜片111(BEF)的方向与所述的入射面102的方向相平行或者所述的棱镜片111的方向与所述的入射面102的方向之间具有夹角,所述的夹角的角度范围为39°-129°。
实施例1
图1a表示了采用本发明描述的导光板所构成的背光模组结构,此背光模组由一个LED光源101,一块具有底面为曲线部形状的导光板100,一块棱镜片111和一块反射片115所构成,其中棱镜片(BEF)111的底面113与导光板100的出射面103相对,导光板的底面104和反射片115相对,BEF的方向112可根据导光板底面曲线部形状的不同进行适当调整,在图1a中,BEF的方向112与y轴平行。
图1a表示的曲线部105是从导光板底面突出来的形状,图1b表示的曲线部105是从导光板底面凹进去的形状,本实施例将以图1a表示的导光板形状为主展开讨论。
导光板的设计是本发明的核心,导光板的出射面103是平面,底面104是曲线形状的槽,从导光板出来的光进入棱镜片111以后出射,BEF的放置方向112与底面槽的设计密切相关。在本发明中,BEF的方向112与u轴所成的角度在39度~129度之间,优选90度,其中u轴与导光板的入射面平行如图2所示。
导光板100采用的材料是PMMA一类的折射率较大,且流动性好的透明树脂,其形状是一个有缺角的平板。LED光源101放在导光板的缺角附近,它的光轴方向200垂直于导光板的入射面102。对于导光板入射面102来说,它与x轴所成的夹角φ在0度~50度之间取值,其中x轴与导光板的一边平行。在本实施例中,取φ角等于39度。
从图2可以看出,导光板底面曲线部105的切线斜率是不断发生变化的。我们取任意一条导光板底面曲线部203,如图3所示,对于203上的某个位置X,它的曲线切线与u轴所成的夹角θ是随着X点位置的不同而变化的,并且θ角的变化与棱镜片111的方向112有关,这里所说的u轴和LED点光源的光轴方向200垂直。
在本实施例中,我们将LED光源101看作是一个点光源,如图3所示的那样,其所在的位置记为点O。当棱镜片111的方向112与u轴平行时,随着底面曲线部203上的不同位置点与LED点光源的连线OX和u轴所成夹角ω的变化,曲线部203的切线与u轴所成的角θ也随之发生变化,图4a表示了此时的底面槽的切线斜率,即tan(θ),随着ω角的变化的规律曲线。
对于任意两条底面曲线部,如曲线部203和曲线部204,它们在相同ω角时对应槽的曲线切线与u轴所成夹角的变化量不能超过±5度,优选变化量为0度。
图4b表示了当棱镜片111的方向112与u轴成39度时,底面曲线部的切线斜率随着ω角的变化规律。
图4c表示了当棱镜片111的方向112与u轴成129度时,底面曲线部的切线斜率随着ω角的变化规律。
如图3所示,在任意一条导光板底面曲线部203上,其不同位置点到LED光源101的距离ρ都是不相同的,并且ρ的变化也与棱镜片111的方向112有非常密切的关系。图5a表示了当棱镜片111的方向112与u轴平行时,随着底面曲线部203上的不同位置点与LED点光源的连线OX和u轴所成的夹角ω的变化,LED光源101到曲线部203上任意一点的距离ρ的变化规律。
图5b和图5c则分别表示了当棱镜片111的方向112与u轴成39度和129度的时候,随着ω角的变化,LED光源101到曲线部203上任意一点的距离ρ的变化规律。从这些曲线上不难发现,本实施例中导光板底面曲线部上距离LED光源位置最远的点,就是这些点和光源的连线方向与BEF方向共线的点。
对于任意两条底面曲线部,如曲线部203和曲线部204,它们在相同ω角时所对应的LED光源101到曲线部上任意一点的距离ρ的变化规律都相同。
从图5a,图5b和图5c中也可以看出,本发明中的导光板的底面曲线部并不是一条以LED点光源101的位置O点为圆心的圆弧的形状,而是一条根据BEF的放置方向的不同,有规律地发生变化的曲线形状。
实施例2
如实施例1所描述的底面为曲线部的导光板,在放上BEF以后,导光板的底面槽和BEF之间很容易产生干涉,出现莫尔条纹。为了避免这种现象的产生,我们对底面曲线部的迎光面角度β做了适当的调整。
如图8a所示,BEF的方向与u轴平行,且不考虑导光板底面槽和BEF之间的干涉,曲线部的迎光面角β的变化规律,可见此曲线是一条平滑曲线。
为了消除导光板底面槽和BEF之间的干涉现象,在如图8a所示的曲线部的迎光面角度β的设定基础上,给β添加一个微小的角度偏移量Δβ,Δβ的范围在(-5度,5度)之间,优选值是(-1度,1度)以及(-0.5度,0.5度)。其中如果Δβ的取值范围过太,就会导致导光板整体出光角度特性变差,使本来应该从导光板法线方向出射的光从其它方向出射。
图15表示了当BEF的方向与u轴平行的时候,考虑到导光板底面槽和BEF之间的干涉,曲线部的迎光面角β的变化规律。在本实施例中,β的变化曲线是一条以原先如图8a所示的β的变化曲线为中心的,并在此基础上加入一个上下波动的随机量Δβ的变化曲线。
和BEF的方向与u轴平行的情况相同,当BEF的方向112与u轴所成夹角在[39度,129]之间的时候,为了避免莫尔条纹的出现,都可以采用调整底面曲线部的迎光面角β的方法,即在原先实施例1的β变化基础上,添加一个上下随机波动的小角度偏移。
同时,本实施例中提出的β角的调整范围,可以包括整条底面曲线部,也可以仅包括曲线部上的某一段位置。
实施例3
如实施例1所描述的底面为曲线部的导光板,由于在LED光轴方向上,曲线部对光线的控制作用比较强,所以很容易使导光板在沿着LED光轴200方向的位置上产生亮柱,引起导光板整体辉度分布不均匀。
为了解决这个问题,本实施例提出,在实施例1的基础上,对底面曲线部的迎光面角度β进行适当的调整。
如图16所示,当BEF的方向与u轴平行的时候,导光板底面曲线部的迎光面角度β的变化曲线是一条W形的光滑曲线,与实施1中描述的迎光面角β的V形变化曲线有所不同,如图8a所示。
在实施例1中,已经强调过底面曲线部的形状和分布,都与BEF的放置方向112有很大关系,所以当BEF的方向不相同的时候,底面曲线部的迎光面角β的变化也会不同,并且在导光板上出现亮柱的位置也会不相同。为此,本实施例提出,在导光板上形成亮柱的位置上,通过适当增加底面曲线部的迎光面角度β的值,来达到消除亮柱,提高导光板整体辉度均匀的目的。特别指出,迎光面角β的值不能太大,因为β角太大的话,从曲线部的迎光面106上透射过去的光就会增多,而反射后直接从导光板上出射的光就会减小,既影响导光板的辉度分布,又影响导光板整体的出射光的角度特性,如图6a和图6b所示。
实施例4
在实施例2和实施例3中,为了消除干涉所产生的莫尔条纹和影响导光板整体辉度分布的亮柱,提出了将底面曲线部的迎光面角度取一个随机波动的微小偏移角度的方法,和增大导光板上亮柱位置的迎光面角度的方法。
本实施例将结合实施例2和实施例3对导光板底面曲线部的迎光面角度β的调整方案,提出了如图17所示的β角的变化曲线,此时BEF的方向112与u轴平行。
同理,当BEF的方向112与u轴成其它角度时,也可以按照此种方法,对底面曲线部的迎光面角度β进行相应地调整。
按照实施例4提出的方案,进行导光板底面槽的设定,导光板使用有一个缺角的平板形状,一个光通量为2.6lm的LED光源,使用SPEOS光学软件进行仿真,得到如图18所示的5度积分角度下的辉度分布图,此时导光板的9点平均辉度达到4940cd/m2,9点的均一性达到86%。
实施例5
前面的4个实施例,导光板都是采用1个LED作为光源的,此时底面槽的形状适用于小尺寸的导光板。对于大中型尺寸的导光板来说,光源则是采用多个LED进行串联或并联,以此来满足导光板整体辉度的要求。
在实施例1中,提出导光板100的入射面102与导光板的一边所成的角度φ可以在0度到50度之间取值,如图2所示,对于仅有一个LED作为光源的导光板来说,φ角优选39度,即把LED放在导光板的一个角上,对于多个LED作为光源的导光板来说,φ角一般情况下都取0度,也就是导光板的入射面102与导光板的一边平行。
如图19所示,用一个LED作为光源,导光板的入射面102与导光板的一边平行,并且BEF的方向112也与x轴平行。在实施例1中,已经阐明了本发明中的导光板的底面槽的形状以及底面曲线部的迎光面角度与BEF的方向112有密切的关系,即无论LED光源如何放置,在导光板的一个角上或者与导光板的一边平行,只要BEF的方向一致,那么底面曲线部的形状和底面曲线部的迎光面角度都是相同的。
本实施例提出,对于多个LED光源,可以将导光板看成是由多个小的导光板组合而成的,而对于每个小的导光板来说,与它对应的只有一个LED光源。只要BEF的放置方向112相同,那么导光板底面曲线部的形状也就是相同的。
如图20所示,有3个LED光源,导光板的入射面102与导光板的一边平行,并且BEF的放置方向112也与x轴平行,这时可以将这块导光板看成是由3块小的导光板组合而成的,对于每一块小的导光板,它的底面槽的形状以及曲线部的迎光面角度都与图19表示的只有1个LED作为光源的导光板的设定相同。
如图21所示,有2个LED光源,导光板的入射面102与x轴间有一个39度的倾角,并且BEF的放置方向112与u轴平行,其中u轴与导光板的入射面102平行,这时可以将这块导光板看成是由2块小的导光板组合而成的,对于每一块小的导光板,它的底面槽的形状以及曲线部的迎光面角度,都与如图3所示的只有1个LED作为光源的导光板的设定相同。
实施例6
由于现代加工技术的长足发展,使得原先许多受到加工条件限制的新型导光板的制造成为可能。本发明提出,为了更灵活的控制光路,导光板底面可以设计成为有序排布的棱镜阵列的结构,如图22所示。
图23a是导光板底面为曲线部的结构示意图,图23b是导光板的底面为多个棱镜阵列的结构示意图。这两种导光板结构既有联系又有区别,实际上棱镜阵列是由曲线部衍生出来的一种结构,它们在沿着ω变化的方向上,曲线的轨迹包括棱镜的迎光面角度都是一致的,唯一的区别在于,棱镜的长度还有间距都可以自由的调节。图23c表示了底面为棱镜阵列的导光板的俯视图,发现当相邻两个棱镜间距足够小的时候,连续的棱镜阵列就可以看成是一条贯通的曲线部。
由于本发明所提出的导光板底面曲线部或者曲线形状棱镜阵列与传统的导光板完全不同,所以相应的,在加工上也存在一些新的问题,尤其是,棱镜的形状以及棱镜的迎光面角度还在不停的发生变化。
本发明提出,对于底面是曲线部的形状,可以用五轴加工机进行加工,用金刚石刀头,通过刀头角的摆动,和被加工部件的旋转,来完成加工。
对于底面是曲线部的棱镜阵列,可以通过两次加工来完成,第一步先加工出曲线部的形状,然后第二步是在曲线部形状的基础上,进行纵向的切割,形成每个棱镜小槽的两个侧面26-1和26-2,如图27所示。
由于在金刚石加工方法中,需要对模芯加工两次,不仅加工时间比较长,而且棱镜小槽的密度分布控制起来也尤为困难。考虑到这些因素,本发明提出,对于棱镜阵列,可以采用激光加工等新的加工技术,采用激光加工导光板底面棱镜阵列,不仅可以随意控制导光板底面各个区域内棱镜的数量,还可以控制棱镜的形状,例如图25所提出的迎光面107是曲面的形状,如果采用金刚石刀头加工,曲面上每一段曲率的变化控制起来就非常困难;相反,使用激光加工,就可以自由并且准确的控制迎光面107的曲面形状。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种导光板,包括:至少一个用来接收光束的入射面、一个出射面以及一个与所述的出射面相对的底面,其特征在于,所述的底面分布多个横截面呈V形的曲线部,所述的曲线部为凹槽或者凸起,所述的曲线部具有迎光面与背光面,所述的迎光面与所述的背光面之间具有夹角γ,所述的γ的角度范围为90°-150°,所述的迎光面与所述的底面之间具有夹角β,所述的β的角度范围为25°-40°。
2.如权利要求1所述的导光板,其特征在于:所述的导光板为一具有至少一个缺角的矩形,所述的入射面为所述的缺角的表面,所述的入射面与所述的导光板的一侧边之间具有夹角φ,所述的φ的角度范围为0°-50°。
3.如权利要求1所述的导光板,其特征在于:所述的入射面具有棱镜结构,所述的棱镜结构包括平坦部与小槽部,所述的平坦部的顶角的角度范围为90°-120°,所述的棱镜结构的周期为20微米,所述的小槽部的周期为所述的棱镜结构的周期的0.5-0.7倍。
4.如权利要求1所述的导光板,其特征在于:所述的曲线部为凸起。
5.如权利要求4所述的导光板,其特征在于:所述的曲线部由多个棱镜阵列分布而成。
6.如权利要求5所述的导光板,其特征在于:所述的曲线部的迎光面为一平面。
7.如权利要求6所述的导光板,其特征在于:所述的迎光面呈矩形或梯形。
8.如权利要求5所述的导光板,其特征在于:所述的曲线部的迎光面为一曲面。
9.一种背光模组,包括导光板、至少一个LED光源、棱镜片以及反射片,其特征在于:所述的导光板包括至少一个用来接收光束的入射面、一个出射面以及一个与所述的出射面相对的底面,所述的底面分布多个横截面呈V形的曲线部,所述的曲线部为凹槽或者凸起,所述的曲线部具有迎光面与背光面,所述的迎光面与所述的背光面之间具有夹角γ,所述的γ的角度范围为90°-150°,所述的迎光面与所述的底面之间具有夹角β,所述的β的角度范围为25°-40°,所述的LED光源的光轴方向与所述的入射面相垂直,所述的棱镜片设置于所述的出射面的上方,所述的反射片设置于所述的底面的下方。
10.如权利要求9所述的背光模组,其特征在于:所述的棱镜片的方向与所述的入射面的方向相平行或者所述的棱镜片的方向与所述的入射面的方向之间具有夹角,所述的夹角的角度范围为39°-129°。
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