CN105372743A - 一种具有出光微棱镜结构的ps导光板 - Google Patents

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Abstract

一种具有出光微棱镜结构的PS导光板，本发明公开了一种PS导光板，包括透光板，透光板包括出光面及底面，透光板由PS材料制成；出光面设置棱镜结构，棱镜结构具有若干平行设置的、截面呈弧形的突起，两相邻的突起间形成U型沟槽；底面设置球形凸起阵列，球形凸起阵列包括M行N列，球形凸起大小一致且在底面上均匀分布，相邻两行的球形凸起在行方向上交错设置。本发明所述的导光板通过在透光板的出光面设置独特的U形沟槽，在透光板的底面设置布局排列独特的球形凸起阵列，并通过严格控制二者的参数值，使得导光板发光均匀无色差，光学性能优异。

Description

一种具有出光微棱镜结构的PS导光板
技术领域
本发明涉及一种导光板，尤其是涉及一种具有出光微棱镜结构的PS导光板。
背景技术
导光板，用于引导光线传输方向，即将导光板的入光侧进入的点光源或线光源经过导光板的散射及反射后由导光板的出光面射出进而成为面光源。进而言之，该面光源是否具有足够的亮度以及是否发光均匀则完全取决于导光板的结构设计。
传统的导光板设计中，尤其是在平板形的导光板中：(1)有一面设置U形沟槽一面印刷导光油墨网点的设计，让U形槽所在的面为出光面，让导光油墨网点所在的面为底面，使之破坏光的全反射从而使光线能大量从出光面射出；(2)有一面设置V形沟槽一面印刷导光油墨网点的设计，让V形槽所在的面为出光面，让导光油墨网点所在的面为底面，使之破坏光的全反射从而使光线能大量从出光面射出。通过U形槽和油墨网点的配合，或V形槽和油墨网点的配合对光线的传输方向进行引导，进而在导光板的出光面发出亮度足够、且分布均匀的光。
上述设计中，由于V形槽本身具有一尖部，所以相比于U形槽而言V形槽更易引导光线的传输，所以添加少量的导光粒子即可满足一定的标准。但不管是U形槽设计还是V形槽设计：首先，它们都需要在底面印刷导光油墨网点来满足导光板的亮度足够和发光均匀的特点。而导光板的油墨印刷在生产过程中本身是不易管控的，再加上还要与设计的U形槽或是V形槽相配合来完成对光线的引导，因此它的生产工序要求严苛，且复杂。同时从另一个层面来说，由于印刷工艺本身比较复杂，所以需要投入的设备很多(比如印刷机器、红外烘干炉等)，投入成本偏高，而印刷过程中大量使用油墨材料还容易产生废气，造成污染。
同时，传统也有一种导光板是这样设计的：(1)一面设置U形槽一面平滑，并添加有大量导光粒子，让U形槽所在的面为出光面；(2)一面设置V形槽一面平滑，并添加有少量导光粒子，让V形槽所在的面为出光面。通过U形槽和导光粒子的配合、或V形槽和导光粒子的配合来对光线的传输方向进行引导，进而使保证导光板的出光效率和均匀性。上述这两种导光板设计就不需要印刷油墨网点，解决了印刷工艺不易管控、设备投入过高、易造成污染的问题。然而，这两种导光板设计中添加的导光粒子成分配制工序复杂难控，研发成本高，而且使用成本也高。虽然市场上有一些成分简单普通的导光粒子，但是其使导光板能达到的效果并不理想。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种具有出光微棱镜结构的PS导光板，旨在既不用采用印刷工艺进行导光油墨网点的印刷，也不用添加额外的导光粒子，便具有了比前两者还要优良的导光效果，亮度高、发光更加均匀。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种具有出光微棱镜结构的PS导光板，包括透光板，所述透光板包括出光面及底面，所述透光板由PS材料制成；所述出光面设置棱镜结构，所述棱镜结构具有若干平行设置的、截面呈弧形的突起，两相邻的突起间形成U型沟槽，所述U型沟槽的深度和跨度分别为11.5～143.75μm和109.25～454.25μm；所述底面设置球形凸起阵列，所述球形凸起阵列包括M行N列，球形凸起大小一致且在底面上均匀分布，相邻两行的球形凸起在行方向上交错设置，两相邻球形凸起之间的边缘间距在0.295～0.330mm，球形凸起的直径为0.240～0.265mm，球形凸起高度为0.175～0.200mm。
优选的是，所述突起的角值R为203～227度。
优选的是，所述突起截面呈半圆形。
优选的是，所述球形凸起的形状为半球形或部分球形。
优选的是，所述球形凸起的材料为MS，且与透光板一体成型。
优选的是，所述透光板的厚度为0.5～3.0mm。
优选的是，所述透光板厚度为0.5mm，所述U型沟槽的深度为11.5～13.5μm，跨度为109.25～120.75μm。
优选的是，所述透光板厚度为1.0mm，所述U型沟槽的深度为16.0～19.55μm，跨度为109.25～120.75μm。
优选的是，所述透光板厚度为2.0mm，所述U型沟槽的深度为74.75～86.25μm，跨度为235.75～253μm。
优选的是，所述透光板厚度为3.0mm时，所述U型沟槽的深度为120.75～143.75μm，跨度为431.25～454.25μm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明所述的PS导光板通过在透光板的出光面设置独特的U形沟槽，在透光板的底面设置布局排列独特的球形凸起阵列，并通过严格控制二者的参数值，使得导光板不需要再印刷，也不需要添加导光粒子，便达到了更加优良的技术效果，该技术效果体现在导光板的更高的出光效率和发光更均匀的特性。
附图说明
图1为实施例中一种具有出光微棱镜结构的PS导光板与光源配合的示意图，图中省略了部分结构。
图2为实施例中一种具有出光微棱镜结构的PS导光板结构示意图。
图3为图2中K处放大图示意图。
图4为实施例中一种具有出光微棱镜结构的PS导光板中球形凸起阵列结构示意图。
图5为图4中V处放大示意图。
图6为图4中球形凸起阵列右上角局部结构示意图。
图7为图2中球形凸起局部放大示意图。
附图标记说明：1-光源，2-透光板，21a-第一入光面，21b-第二入光面，22a-第一侧面，22b-第二侧面，23-出光面，23a-突起，23b-U型沟槽，24-底面，24a-球形凸起。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1到图7，一种具有出光微棱镜结构的PS导光板，包括透光板2，所述透光板2包括出光面23及底面24，所述透光板2由PS材料制成；所述出光面23设置棱镜结构，所述棱镜结构具有若干平行设置的、截面呈弧形的突起23a，两相邻的突起23a间形成U型沟槽23b，所述U型沟槽23b的深度和跨度(两相邻突起波峰之间的距离)分别为11.5～143.75μm和109.25～454.25μm；所述底面24设置球形凸起阵列，所述球形凸起阵列包括M行N列，球形凸起24a大小一致且在底面24上均匀分布，相邻两行的球形凸起在行方向上交错设置，两相邻球形凸起之间的边缘间距L在0.295～0.330mm，球形凸起24a的直径R为0.240～0.265mm，球形凸起24a高度H为0.175～0.200mm。
所述透光板2还包括至少一个入光面(附图中为两个入光面，分别为第一、第二入光面)，用以接收光源所发出的光。光源可以是LED灯条，或其他灯管。光源分别与导光板的两入光面相邻设置。当光源所发出的光从入光面进入导光板后，在导光板内遇到U型沟槽23b时，光线便会发生反射与散射，并向各个不同方向进行传输，最终由导光板的出光面23射出。而为了使光线尽可能从出光面23均匀射出，从而提高导光板的出光效率(即亮度)，本发明在导光板的底面24设置球形凸起阵列，球形凸起具有弧形曲面，所以当光线欲从导光板的底面24射出时会被这些球形凸起进行折射或者反射阻挡，使之从与底面24相对的出光面23射出。
由于导光板不仅仅是要保证足够的亮度(即出光效率)，还要使发出的光要均匀，不会出现局部亮、局部暗的情况，从而影响用户体验，本发明还对U型沟槽23b的深度a和跨度b、以及对球形凸起阵列的排布(包括边缘间距、凸起高度和凸起直径三个关键因素)进行了深入研究，使得生产的导光板不仅仅具有足够的亮度，达到了规定标准以上的几个等级，而且还使发光更加均匀。这些因素决定着整个导光板的出光效率高低和发光均匀性。
同时，所述导光板导光效果的好与坏还有一个关键因素则是材质。本发明采用了色度高的PS材质，光学性能优异。
作为优选，所述突起23a的角值R为203～227度，所述突起23a截面呈半圆形，所述球形凸起的形状为半球形或部分球形(即截面弧度等于或小于180°)，所述球形凸起的材料为PS，且与透光板2一体成型。
根据透光板2的厚度不同(例如透光板2的厚度为0.5～3.0mm)，U型沟槽23b的深度和跨度对应取值，以下为优选示例：
第一种方案：所述透光板2厚度为0.5mm，所述U型沟槽23b的深度为11.5～13.5μm，跨度为109.25～120.75μm。
第二种方案：所述透光板2厚度为1.0mm，所述U型沟槽23b的深度为16.0～19.55μm，跨度为109.25～120.75μm。
第三种方案：所述透光板2厚度为2.0mm，所述U型沟槽23b的深度为74.75～86.25μm，跨度为235.75～253μm。
第四种方案：所述透光板2厚度为3.0mm时，所述U型沟槽23b的深度为120.75～143.75μm，跨度为431.25～454.25μm。
实施例一：该实施例提供一种厚度为0.5mm的、材质为PS材料的导光板(一种具有出光微棱镜结构的PS导光板)，其包括透光板2，透光板2的出光面23设置有棱镜结构，棱镜结构具有若干平行设置的、截面呈弧形的R角值在205度的突起23a，两相邻突起23a间形成有深度a为12μm，跨度b为110μm的U型沟槽23b；透光板2的底面24设置有球形凸起阵列，球形凸起阵列包括有若干行若干列的球形凸起，球形凸起大小一致且在底面24上均匀分布，相邻两行的各个球形凸起在行方向上交错设置，两相邻球形凸起之间的边缘间距在0.298mm，每个球形凸起24a的直径在0.245mm，球形凸起24a高度在0.178mm。
导光板发光均匀无色差，不需要印刷导电油墨网点，也不需要添加导光粒子，便取得了与二者相同甚至更优良的效果，同时还大大节约了生产成本。
实施例二：该实施例提供一种厚度为1.0mm的、材质为PS材料的导光板(一种具有出光微棱镜结构的PS导光板)，其包括透光板2，透光板2的出光面23设置棱镜结构，棱镜结构具有若干平行设置的、截面呈弧形的R角值在213度的突起23a，两相邻突起23a间形成有深度a为18μm，跨度b为110μm的U型沟槽23b；透光板2的底面24设置球形凸起阵列，球形凸起阵列包括有若干行若干列的球形凸起，球形凸起大小一致且在底面24上均匀分布，相邻两行的各个球形凸起在行方向上交错设置，两相邻球形凸起之间的边缘间距在0.3mm，每个球形凸起24a的直径在0.25mm，球形凸起24a高度在0.18mm。
导光板发光均匀无色差，不需要印刷导电油墨网点，也不需要添加导光粒子，便取得了与二者相同甚至更优良的效果，同时还大大节约了生产成本。
实施例三：该实施例提供一种厚度为2.0mm的、材质为PS材料的导光板(一种具有出光微棱镜结构的PS导光板)，其包括透光板2，该透光板2的出光面23设置有棱镜结构，棱镜结构具有若干平行设置的、截面呈弧形的R角值在220度的突起23a，两相邻突起23a间形成有深度a为80μm，跨度b为240μm的U型沟槽23b；该透光板2的底面24设置有球形凸起阵列，所述球形凸起阵列包括有若干行若干列的球形凸起，球形凸起大小一致且在底面24上均匀分布，相邻两行的各个球形凸起在行方向上交错设置，两相邻球形凸起之间的边缘间距在0.32mm，每个球形凸起24a的直径在0.26mm，球形凸起24a高度在0.19mm。
导光板发光均匀无色差，不需要印刷导电油墨网点，也不需要添加导光粒子，便取得了与二者相同甚至更优良的效果，同时还大大节约了生产成本。
实施例四：该实施例提供一种厚度为3.0mm的、材质为PS材料的导光板(一种具有出光微棱镜结构的PS导光板)，其包括透光板2，该透光板2的出光面23设置有棱镜结构，棱镜结构具有若干平行设置的、截面呈弧形的R角值在223度的突起23a，两相邻突起23a间形成有深度a为130μm，跨度b为450μm的U型沟槽23b；该透光板2的底面24设置有球形凸起阵列，球形凸起阵列包括有若干行若干列的球形凸起，球形凸起大小一致且在底面24上均匀分布，相邻两行的各个球形凸起在行方向上交错设置，两相邻球形凸起之间的边缘间距在0.330mm，每个球形凸起24a的直径在0.265mm，球形凸起24a高度在0.200mm。
导光板发光均匀无色差，不需要印刷导电油墨网点，也不需要添加导光粒子，便取得了与二者相同甚至更优良的效果，同时还大大节约了生产成本。
总体而言，本发明所述的导光板通过在透光板2的出光面23设置独特的U形沟槽，在透光板2的底面24设置布局排列独特的球形凸起阵列，并通过严格控制二者的参数值，使得导光板不需要再印刷，也不需要添加导光粒子，便可达到更加优良的技术效果，即发光均匀性和发光亮度性能优异。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有出光微棱镜结构的PS导光板，包括透光板，所述透光板包括出光面及底面，其特征在于，所述透光板由PS材料制成；
所述出光面设置棱镜结构，所述棱镜结构具有若干平行设置的、截面呈弧形的突起，两相邻的突起间形成U型沟槽，所述U型沟槽的深度和跨度分别为11.5～143.75μm和109.25～454.25μm；
所述底面设置球形凸起阵列，所述球形凸起阵列包括M行N列，球形凸起大小一致且在底面上均匀分布，相邻两行的球形凸起在行方向上交错设置，两相邻球形凸起之间的边缘间距在0.295～0.330mm，球形凸起的直径为0.240～0.265mm，球形凸起高度为0.175～0.200mm。
2.根据权利要求1所述的一种具有出光微棱镜结构的PS导光板，其特征在于，所述突起的角值R为203～227度。
3.根据权利要求2所述的一种具有出光微棱镜结构的PS导光板，其特征在于，所述突起截面呈半圆形。
4.根据权利要求3所述的一种具有出光微棱镜结构的PS导光板，其特征在于，所述球形凸起的形状为半球形或部分球形。
5.根据权利要求4所述的一种具有出光微棱镜结构的PS导光板，其特征在于，所述球形凸起的材料为MS，且与透光板一体成型。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种具有出光微棱镜结构的PS导光板，其特征在于，所述透光板的厚度为0.5～3.0mm。
7.根据权利要求6所述的一种具有出光微棱镜结构的PS导光板，其特征在于，所述透光板厚度为0.5mm，所述U型沟槽的深度为11.5～13.5μm，跨度为109.25～120.75μm。
8.根据权利要求6所述的一种具有出光微棱镜结构的PS导光板，其特征在于，所述透光板厚度为1.0mm，所述U型沟槽的深度为16.0～19.55μm，跨度为109.25～120.75μm。
9.根据权利要求6所述的一种具有出光微棱镜结构的PS导光板，其特征在于，所述透光板厚度为2.0mm，所述U型沟槽的深度为74.75～86.25μm，跨度为235.75～253μm。
10.根据权利要求6所述的一种具有出光微棱镜结构的PS导光板，其特征在于，所述透光板厚度为3.0mm时，所述U型沟槽的深度为120.75～143.75μm，跨度为431.25～454.25μm。
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