CN104181629A - 导光板的制作方法 - Google Patents

Abstract

一种导光板的制作方法，包括步骤：提供一导光测试板，具有形状与大小相同第一微结构，在导光测试板划分面积相等的n个分区，每个分区的第一微结构数量均为Q，Q为大于2的自然数，导光测试板n个分区内的Q个第一微结构沿与底面相交面的面积为S_dot；对应n个分区的光通量值Φ₁···Φ_n，以及总光通量值Φ；计算所述n个分区的平均光通量Φ_ave=Φ/n，并计算平均光通量值Φ_ave与所述n个分区的光通量值的比值R_n=Φ_ave/Φ_n；制作一导光板，将导光板划分面积相等的n个分区，导光板具有Q个与所述第一微结构形状相同的第二微结构，导光板的n个分区的Q个第二微结构与所述导光板的底面相交面的面积分别为S_dot×R_n。

Description

导光板的制作方法

技术领域

本发明涉及一种导光板的制作方法，尤其涉及一种侧置式背光模组中导光板的制作方法。

背景技术

由于液晶显示器面板的液晶本身不具发光特性，因而，为达到显示效果，需给液晶显示器面板提供一面光源装置，如背光模组，起作用在于向液晶显示器面板供应亮度充分并且分布均匀的面光源。

一种现有技术中侧置式背光模组，其包括导光板、光源、反射板、扩散片及棱镜片。所述导光板包括一个出光面、一个与出光面相对的底面及连接出光面与底面的入光面，所述底面形成有多个半球形的微结构，光源临近于入光面设置并将光线发射至导光板。进入导光板的光线在板内发生全反射，当光线遇到导光板表面的微结构时，全反射条件被破坏，光线自导光板出光面射出，由于侧置式背光模组的光源位于导光板的侧面，如果导光板的微结构设计不当，可能会导致导光板出光不均匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种出光均匀度高的导光板的制作方法。

一种导光板的制作方法，包括步骤：提供导光测试板及光源，所述导光测试板包括第一底面、与第一底面相对的第一出光面及连接于第一底面与第一出光面的第一入光面，所述光源与该入光面相邻，所述第一底面设置有多个第一微结构，所述第一微结构形状与大小相同，所述导光测试板沿远离入光面的方向包括面积相等的n个分区，其中n为大于2的自然数，分别采用1至n的自然数表示其编号，每个分区内的第一微结构数量均为Q，Q为大于2的自然数，每个分区内的Q个第一微结构沿与所述第一底面相交面的面积为S_dot；点亮所述光源并测试从所述导光板的出光面出射的光线的对应于所述n个分区的光通量值Φ₁、Φ₂···Φ_x···Φ_n，以及整个出光面的总光通量值Φ，其中x表示1至n内的自然数，表示分区x的光通量；计算所述n个分区的平均光通量Φ_ave=Φ/n，并计算平均光通量值Φ_ave与所述n个分区的光通量值的比值R₁=Φ_ave/Φ₁，R₂=Φ_ave/Φ₂···R_x=Φ_ave/Φ_x···R_n=Φ_ave/Φ_n；制作一导光板，所述导光板包括分别与所述导光测试板的第一底面、第一出光面及第一入光面对应相同的第二底面、第二出光面及第二入光面，所述导光板沿远离其第二入光面的方向包括面积相等的n个分区，所述导光板的每个分区内具有Q个与所述第一微结构形状相同的第二微结构，所述导光板的n个分区的第二微结构Q个第二微结构与所述导光板的第二底面相交面的面积分别为S_dot×R₁，S_dot×R₂···S_dot×R_x···S_dot×R_n。

相比于现有技术，使用本实施例的导光板的制作方法制作出的导光板，微结构设计更合理，微结构分布更科学，在均匀度方面有明显的提升。

附图说明

图1是本发明实施例导光测试板和光源的仰视示意图。

图2是图1中导光测试板和光源的侧视示意图。

图3是本发明实施例导光板和光源的侧视示意图。

图4是图3中导光板和光源的仰视示意图。

主要元件符号说明

导光板	210
		导光板基材	211
导光测试板	110
		导光测试板基材	111
光源	20
		第一入光面	101
第二入光面	201
		第一出光面	102
第二出光面	202
		第一底面	103
第二底面	203
		第一微结构	104
第二微结构	204

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1和图2，本发明实施例提供一种侧置式背光模组的导光板的制作方法，包括步骤：

第一步，请参阅图1，提供导光测试板110及光源20，所述导光测试板110包括第一底面103、与第一底面103相对的出光面102及连接于第一底面103与第一出光面102的第一入光面101，所述光源20与该第一入光面101相邻，将导光测试板110沿远离第一入光面101的方向分成多个分区，并测试从所述导光测试板110的第一出光面102出射的光线的对应于每个分区的光通量值Φ_x以及总光通量值Φ，其中x为分区编号。

本实施例中，将所述导光测试板110沿远离第一入光面101依次分成6个宽度相等的分区：A、B、C、D、E、F分区。所述光源20为多个LED，均匀排列于导光测试板110的第一入光面101一侧。所述导光测试板110的第一底面103具有多个半球形第一微结构104，所述第一微结构104呈列式分布，每一列均平行于所述第一入光面101。本实施例中，所述多个第一微结构104的大小相等，所述多个第一微结构104在列方向上的间距相等，且在六个分区中的列数及列内间距均对应相等，所述导光测试板110的第一微结构104的分布如图2所示。本实施例中，所述第一微结构104在每个分区内的列间距和列内间距均为1mm，所述第一微结构104的半径r依次对应设定为0.3mm。

将所述光源20点亮，在导光测试板110的第一出光面102一侧分别就六个分区进行光通量测试，得到各分区的光通量值Φ_x以及总光通量值Φ，其中x为对应分区的编号，如A分区的光通量值为Φ_A。

对从导光测试板110的第一出光面102出射的光线进行光均匀度测量，得到从所述导光测试板110的第一出光面102出射的光均匀度为55.90%。本实施例中，采用均匀度测试仪器对第一出光面102的出射光线的均匀度进行测量。

第二步，将从六个分区的第一出光面102出射的平均光通量值Φ_ave与各分区的光通量值Φ_x分别作比较，得到整体平均光通量与各个分区的光通量值之间的比值R_x=Φ_ave/Φ_x（1），其中，Φ_ave=总光通量Φ/分区个数6，x为对应分区的编号。

第三步，计算得到各个分区的表面散射值，各个分区微结构密度值与各个分区表面散射值具有如下关系：T_x=f_r×P_x（2）。

其中，T_x为对应各个分区的散射值，x表示分区编号；P_x为微结构密度值，P_x=S_dot/S（3），S_dot为某一分区微结构与第一底面103相交面的总面积，S为第一底面103对应于各一个分区的面积；f_r为导光测试板的双向散射分布函数（bidirection scattering distribution function，BSDF）值，其为习知的用于表述物体表面散射特性的公式，其表达式为：

f_r=dΦ（θ_i，φ_i；θ_r，φ_r；λ）/dE（θ，φ；λ）（4）

表达式（3）中θ_i为入射角天顶角；φ_i为入射方位角；θ_r为反射天顶角；φ_r为反射方位角；dΦ（θ_i，φ_i；θ_r，φ_r；λ）为光源照射材料表面后沿（θ_r，φ_r）方向反射的光谱辐亮度，单位为W/(m²·s r·μm)；dE（θ，φ；λ）为光源沿（θ，φ）方向入射到材料表面的光谱辐照度，单位为W/（m²·μm）。双向散射分布函数值f_r主要由材料的粗糙度、密度等因素决定，因此，对于采用相同材料相同工艺制作形成的导光板，其双向散射分布函数可认为是相同的。

第四步，根据平均光通量Φ_ave和各个分区的光通量Φ_x之间的比值R_x，以及计算得到从各个分区的第一出光面102出射的光线达到平均光通量Φ_ave时的散射值为T_ave=T_x·R_x（5），假设各个分区第一出光面102出射的光线达到平均光通量Φ_ave时其第一底面103的微结构密度值为P_x ^’，根据公式（3）可知P_x ^’= S_dot(x) ^’/S（6），其中，S_dot(x) ^’为各个分区出光面102出射的光线达到平均光通量Φ_ave时其微结构与第一底面103相交面的总面积，其中x为分区编号；进一步根据公式（2）可得T_ave=f_r·P_x ^’（7），根据公式（1）-（3）及（5）-（7），得到S_dot(x) ^’= S_dot×Φ_ave/Φ_x（8），本实施例中，第一底面103的第一微结构104与第一底面103相交为圆形，假定各个分区第一出光面102出射的光线达到平均光通量Φ_ave时，导光板110仍采用半球状微结构设置于第一底面103，且每个分区的微结构数量列间距及列内距不变，则由公式（8）可得Q×πr_x ²=Q×πr²×Φ_ave/Φ_x，即r_x=r×sqrt（Φ_ave/Φ_x）（9），其中Q为每个分区的微结构数量，为各个分区第一出光面102出射的光线达到平均光通量时，对应分区设置于第一底面103的单一微结构与第一底面103的相交面的圆形半径。

本实施例中，以分区A为例，根据公式（9）可知，分区A的第一出光面102出射的光线达到平均光通量Φ_ave时，设置于分区A的第一底面103的单一微结构与第一底面103相交面的圆形半径为r_A=r×sqrt（Φ_ave/Φ_A），分区B、C、D、E及F的微结构与第一底面103相交面的圆形半径可同理推出。

第五步，请参阅图3，提供一导光板基材211。

所述导光板基材211与所述导光测试板110的材料、形状及大小均对应相同，其具有第二底面203、与第二底面203相对的第二出光面202以及与连接第二底面203与第二出光面202的第二入光面201，所述第二出光面202为光滑表面。

第六步，请进一步参阅图4，在所述导光板基材211的第二底面203形成多个半球形的第二微结构204，所述多个第二微结构204的列间距及列内间距与所述导光测试板110的多个第一微结构104的列间距和列内间距分别对应相等，所述多个第二微结构204的大小符合第四步的公式（9）,得到导光板210。

请参阅图3，所述第二微结构204呈列式分布，每一列均平行于所述第二入光面201。将所述导光板210分成与导光测试板110相似的六个分区，分别为分区A’、B’、C’、D’、E’、及F’，所述多个第二微结构204的列间距相等，且在六个分区中的列数及列内间距均对应相等，所述导光板210的微结构分布如图4所示。经过仪器测试，得到导光板210的均匀度为81.80%。

当然，还可以将导光测试板110的第一底面103的微结构在远离第一入光面101方向上的间距及列内间距设置为其它值进行计算，得出对应其它列间距和列内间距的微结构大小，并不以本实施例为限。

可以理解的是，本实施例的导光板210可以采用射出成型或压印成型的方法一次成型，只需在模具上形成与多个第二微结构204相匹配的微结构即可，而不必采用先形成导光板基材211然后在导光板基材211上形成第二微结构204两个步骤，从而简化制程。同样可以理解，本实施例的第一微结构104和第二微结构204也可以是其它形状，如圆柱形、圆台形、多棱锥等。

相比于现有技术，使用本实施例的导光板的制作方法制作出的导光板，微结构设计更合理，微结构分布更科学，在均匀度方面有明显的提升。

另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思做出其他各种相应的变化，而所有这些变化都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种导光板的制作方法，包括步骤：

提供导光测试板及光源，所述导光测试板包括第一底面、与第一底面相对的第一出光面及连接于第一底面与第一出光面的第一入光面，所述光源与该入光面相邻，所述第一底面设置有多个第一微结构，所述第一微结构形状与大小相同，所述导光测试板沿远离入光面的方向包括面积相等的n个分区，其中n为大于2的自然数，分别采用1至n的自然数表示其编号，每个分区内的第一微结构数量均为Q，Q为大于2的自然数，每个分区内的Q个第一微结构沿与所述第一底面相交面的面积为S_dot；

点亮所述光源并测试从所述导光板的出光面出射的光线的对应于所述n个分区的光通量值Φ₁、Φ₂···Φ_x···Φ_n，以及整个出光面的总光通量值Φ，其中x表示1至n内的自然数，表示分区x的光通量；计算所述n个分区的平均光通量Φ_ave=Φ/n，并计算平均光通量值Φ_ave与所述n个分区的光通量值的比值R₁=Φ_ave/Φ₁，R₂=Φ_ave/Φ₂···R_x=

Φ_ave/Φ_x···R_n=Φ_ave/Φ_n；

制作一导光板，所述导光板包括分别与所述导光测试板的第一底面、第一出光面及第一入光面对应相同的第二底面、第二出光面及第二入光面，所述导光板沿远离其第二入光面的方向包括面积相等的n个分区，所述导光板的每个分区内具有Q个与所述第一微结构形状相同的第二微结构，所述导光板的n个分区的Q个第二微结构与所述导光板的第二底面相交面的面积分别为S_dot×R₁，S_dot×R₂···S_dot×R_x···S_dot×R_n。

2.如权利要求1所述的导光板的制作方法，其特征在于，所述第一微结构和第二微结构为半球形，所述第一微结构呈列式分布且每一列均平行于所述导光测试板的第一入光面，所述多个第一微结构的列间距相等，且在该多列内的列内间距也相等，第二微结构也呈列式分布且每一列均平行于所述导光板的第二入光面，所述多个第二微结构的列间距与所述多个第一微结构的列间距相等，且所述多个第二微结构在其多列内的列内间距与所述多个第一微结构在其多列内的列内间距相等。

3.如权利要求1所述的导光板的制作方法，其特征在于，所述导光板与所述导光测试板的材料相同。

4.如权利要求1所述的导光板的制作方法，其特征在于，制作所述导光板的方法包括步骤：

提供一导光板基材，具有所述第二底面和第二出光面；

在所述第二底面制作形成所述多个第二微结构，形成所述导光板。

5.如权利要求1所述的导光板的制作方法，其特征在于，制作所述导光板方法为射出成型或压印成型。