CN105629371A - 聚光补偿用反射面、激光导光板、背光组件及照明装置 - Google Patents

聚光补偿用反射面、激光导光板、背光组件及照明装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种聚光补偿用反射面、激光导光板、背光组件及照明装置，其中，该激光导光板包括用于接收入射光线的入光面、具有聚光补偿功能的反射面、反入光面及出光面，所述反入光面与所述入光面相对设置，所述出光面与所述反射面相对设置；其中，所述反射面上排列分布有若干第一光学点列和若干第二光学点列，所述第一光学点列由第一光学点同向排列而成，所述第二光学点列由第二光学点同向排列而成；所述第一光学点和/或所述第二光学点为所述反射面上的凹陷点。因此，通过实施本发明能够平衡激光能量的不一致性，使激光导光板的均匀性易调整。

Description

聚光补偿用反射面、激光导光板、背光组件及照明装置
技术领域
本发明涉及背光技术领域，尤其涉及聚光补偿用反射面、激光导光板、背光组件及照明装置。
背景技术
导光板(LGP，LightGuidePlate)可将侧边光源转换成面光源并发光均匀，在液晶显示器的背光源、超薄的广告灯箱、医疗用的X光看片器、平板型的灯饰照明、亮光工程的光效运用、发光标示牌等方面具有广泛的应用。
在采用激光雕刻机制作导光板过程中，根据编写的程序要求严格地控制激光头出射的能量和激光头的位置，用气化的方式在导光板的背面刻画出具有一定尺寸的微结构阵列，该方法能够很精确的控制散射结构的深度，使得导光板的导光更均匀，匀度更高。
但是，本发明的发明人发现目前采用现有的激光雕刻机蚀刻导光板时，会出现灯影、牛顿环、横纹、hotspot(热点)等现象，板材受热不均匀，发生形变，板材受热平衡激光能量的不一致性，导致导光板的均匀性难以保障。
发明内容
本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的激光导光板，能够平衡激光能量的不一致性，使激光导光板的均匀性易调整。
根据本发明的第一方面，提出一种激光导光板，该激光导光板包括用于接收入射光线的入光面、具有聚光补偿功能的反射面、反入光面及出光面，所述反入光面与所述入光面相对设置，所述出光面与所述反射面相对设置；其中，所述反射面上排列分布有若干第一光学点列和若干第二光学点列，所述第一光学点列由第一光学点同向排列而成，所述第二光学点列由第二光学点同向排列而成；所述第一光学点和/或所述第二光学点为所述反射面上的凹陷点。
在一些实施例中，可选地，所述第一光学点与所述第二光学点为水滴状光学点，所述水滴状光学点水滴状光学点设置有具有散光作用的泪滴球面和具有折射、反射作用的泪滴饱和面。
在一些实施例中，可选地，所述第一光学点与相邻的第二光学点按照相反方向排列。
在一些实施例中，所述水滴状光学点的有效光学角度α的取值范围可为158°～162°，其光学辅角β的取值可小于或等于168°。
在一些实施例中，可选地，所述第一光学点列与所述第二光学点列在入光区的分布数量少于反入光区的分布数量。
根据本发明的第二方面，提出一种聚光补偿用反射面，该反射面上排列分布有第一光学点列和若干第二光学点列，所述第一光学点列由第一光学点同向排列而成，所述第二光学点列由第二光学点同向排列而成；所述第一光学点和/或所述第二光学点为所述反射面上的凹陷点。
在一些实施例中，可选地，所述第一光学点与相邻的第二光学点按照相反方向排列；和/或，所述第一光学点与所述第二光学点为水滴状光学点。
在一些实施例中，所述水滴状光学点的有效光学角度α的取值范围可为158°～162°，其光学辅角β的取值可小于或等于168°；和/或，所述第一光学点列与所述第二光学点列在入光区的分布数量少于反入光区的分布数量。
根据本发明的第三方面，提出一种背光组件，该背光组件设置有前述任意一种所述的激光导光板。
根据本发明的第四方面，提出一种照明装置，该照明装置设置前述任意一种所述的激光导光板。
与现有技术相比，本发明实施例的激光导光板具有以下优点
采用本发明实施例的技术方案后，垂直于入光侧的点，第一光学点与第二光学点接收的光均呈对称性，进入的光容易打开角度。光的路线呈对称性进入导光板，因此，激光导光板的均匀性易调整，在入光处光的角度能最大限度打开，从而能有效解决hotspot现象。
参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中用于聚光补偿的发射面的结构示意图；
图2为本发明实施例中激光导光板的结构示意图；
图3为本发明实施例中光学点的结构示意图；
图4为本发明实施例中光学点结构的等效几何分析示意图。
附图标记说明
10反射面
11入光面
12反入光面
13出光面
20光源
30第一光学点
31泪滴球面
40第二光学点
41泪滴饱和面
a长轴
b短轴
具体实施例
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例一
参照图1，其示出了本实施例中用于聚光补偿的反射面上光学点的排列方式。
如图1所示，本实施例的聚光补偿用反射面具有如下结构：反射面10上排列分布有第一光学点列和若干第二光学点列，第一光学点列由第一光学点30同向排列而成，第二光学点列由第二光学点40同向排列而成。第一光学点30和/或第二光学点40为反射面10上的凹陷点。
上述实施例中，采用凹点光学结构设计第一光学点30和/或第二光学点40，可实现在激光导光板的光路传递路径中，利用光学点前沿接口作光路转换，提高第一光学点30和/或第二光学点40的面积利用率。
进一步来讲，上述实施例采用激光能量加工，直接在导光平面作烧蚀刻作用，在导光平面上形成凹陥点。这样，当入射光线遇到光学点，即平面被破坏时，会改变原方向形成折射及漫反射，如果光学点为凸点，则光学作用路径于后缘产生，但因凸点结构会挡住部分光传路径，减少光学点利用面积。为消除该缺陷，上述实施例采用凹陷点作为光学点，光学作用路径于前缘产生，这样凹陷点的整个结构都在光传路径，故其面积可利完全利用。
作为另一种可选的实施方式，第一光学点30与第二光学点40为水滴状光学点，水滴状光学点水滴状光学点设置有具有散光作用的泪滴球面31和具有折射、反射作用的泪滴饱和面41。这样，由于点的形状为泪滴形，故有效接收光的面积呈不对称性；而垂直于入光侧的点，不论是泪滴状的哪一端，它接收的光均呈对称性，进入的光容易打开角度。光的路线呈对称性进入导光板，因此，激光导光板的均匀性易调整，在入光处光的角度能最大限度打开，从而能有效解决hotspot现象。
作为一种可选的实施方式，第一光学点30与相邻的第二光学点40按照相反方向排列。这样，第一光学点30与相邻的第二光学点40的排列方向及成对成组的互补效应，当第一光学点30的弧形结构朝向光源时，第一光学点30弧形结构曲形界面使光线产生折射及反射，由于连续曲面的角度使光至出光面时小于全反射角，而折射出激光导光板，即得到辉度需求的光线。相对的，当第二光学点40的尖尾收敛结构朝向光源时，第二光学点40尖尾收敛结构曲形界面使光线产生反射及部分折射，由于连续曲面的角度大，大部分光线仍大于全反射角，故光线于导光板内传导，仅部分折射光可使光至出光面时小于全反射角，而折射出导光板，这样，由于光线分布面积广可补偿所需要的扩散光使外观雾化，可与弧形结构的主要光线互补，因而形成最佳的光学辉度与外观搭配。
可见，上述实施例中，第一光学点与第二光学点的点位置排列具有一定规则性，如正三角形，从而可避免出现外观横纹的现象。
在一可选的实施例中，水滴状光学点的有效光学角度α的取值范围可为158°～162°，其光学辅角β的取值可小于或等于168°。
需要说明的是，上述各实施例中，可选地，第一光学点列与第二光学点列在入光区的分布数量少于反入光区的分布数量。
实施例二
参照图1和图2，其分别示出了本实施例中用于聚光补偿的反射面上光学点的排列方式、以及激光导光板的结构。
如图1和图2所示，本实施例的激光导光板包括：入光面11、具有聚光补偿功能的反射面10、反入光面12及出光面13。入光面11用于接收光源20发出的入射光线，反入光面12与入光面11相对设置，出光面13与反射面10相对设置。
其中，反射面10上排列分布有若干第一光学点列和若干第二光学点列，第一光学点列由第一光学点30同向排列而成，第二光学点列由第二光学点40同向排列而成。第一光学点30和/或第二光学点40为反射面10上的凹陷点。
上述实施例中，采用凹点光学结构设计第一光学点30和/或第二光学点40，可实现在激光导光板的光路传递路径中，利用光学点前沿接口作光路转换，提高第一光学点30和/或第二光学点40的面积利用率。进一步来讲，上述实施例采用激光能量加工，直接在导光平面作烧蚀刻作用，在导光平面上形成凹陥点。导光板光学应用作几何光学分析，光源是由侧边入光，光遵循全反射于板内传递，这样，当入射光线遇到光学点，即平面被破坏时，会改变原方向形成折射及漫反射，如果光学点为凸点，则光学作用路径于后缘产生，但因凸点结构会挡住部分光传路径，减少光学点利用面积。为消除该缺陷，上述实施例采用凹陷点作为光学点，光学作用路径于前缘产生，这样凹陷点的整个结构都在光传路径，故其面积可利完全利用。
如图1所示，作为另一种可选的实施方式，第一光学点30与第二光学点40为水滴状光学点。这里，采用水滴状对称点的光学结构作为光学点具有以下特点：
1>水滴状光学点顶部具有弧形结构面(角度)，作光学折射以改变光路，将光转向至出激光导光板方向；
2>水滴状光学点尾部具有尖尾收敛结构面，表面结构角度从小于临角度渐变到大于临界角度，光路的变化由局部折射及反射变为只剩反射，光学现象呈漫反射渐变为全反射；
3>水滴状光学点具有成对的互补排列加工结构，一个弧形面对光源方向匹配一个尖尾面对光源，可以形成光路取出机制及光漫射雾化的双重效应。
作为一种可选的实施方式，第一光学点30与相邻的第二光学点40按照相反方向排列。这样，第一光学点30与相邻的第二光学点40的排列方向及成对成组的互补效应，当第一光学点30的弧形结构朝向光源时，第一光学点30弧形结构曲形界面使光线产生折射及反射，由于连续曲面的角度使光至出光面时小于全反射角，而折射出激光导光板，即得到辉度需求的光线。
相对的，当第二光学点40的尖尾收敛结构朝向光源时，第二光学点40尖尾收敛结构曲形界面使光线产生反射及部分折射，由于连续曲面的角度大，大部分光线仍大于全反射角，故光线于导光板内传导，仅部分折射光可使光至出光面时小于全反射角，而折射出导光板，这样，由于光线分布面积广可补偿所需要的扩散光使外观雾化，可与弧形结构的主要光线互补，因而形成最佳的光学辉度与外观搭配。
参照图3和图4，其分别示出了本实施例的光学点结构及其等效几何角度分析，在一可选的实施例中，上述水滴状光学点的有效光学角度α的取值范围可为158°～162°，其光学辅角β的取值可小于或等于168°。
如图3和图4所示，水滴状光学点的依形状定义为长轴a及短轴b，在导光板应用时可依据光学传导方向A、B各别定义。上述实施例中，主要应用光传方向B，以光学点结构图形最大峰值作等效三角几何分析，应用的光学角度为α角及β角，设计α角的取值范围158°～162°作为有效光学角度，β角则定义为光学辅角可依需求设计，最大不超过168°。
需要说明的是，上述实施例的激光导光板的制程搭配设计可实现定量可控的效果，其中β角以光学利用而言应越小越好，设计使其最大不超过168°，这样可反应光学部分折射及扩散的效果。
上述各实施例中，可选地，第一光学点列与第二光学点列在入光区的分布数量少于反入光区的分布数量。
与现有技术相比，本发明实施例的激光导光板具有以下优点
1、本发明实施例中，平行于入光侧排列的点在接收LED射到的光时，由于点的形状为泪滴形，故有效接收光的面积呈不对称性；而垂直于入光侧的点，不论是泪滴状的哪一端，它接收的光均呈对称性，进入的光容易打开角度。光的路线呈对称性进入导光板，因此，激光导光板的均匀性易调整，在入光处光的角度能最大限度打开，从而能有效解决hotspot现象。
2、本发明实施例中，第一光学点与第二光学点的点位置排列成一定规则性，如正三角形，这样不会出现外观横纹。
3、本发明实施例采用三TURN方式加工，可平均光热能，从而能够避免板材受热变形，平衡激光能量的不一致性。
4、本发明实施例采用机器进行线行加工，加工面缩短，函数不变，减少加工时间。
实施例三
另外，本发明实施例还提出一种背光组件，该背光组件设置有前述任意一实施例所述的激光导光板。
由于上述任一种激光导光板具有上述技术效果，因此，设有该激光导光板的背光组件也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。
实施例四
此外，本发明实施例还提出一种照明装置，该照明装置设置前述任意一实施例所述的激光导光板。
由于上述任一种激光导光板具有上述技术效果，因此，设有该激光导光板的照明装置也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种激光导光板，其特征在于，该激光导光板包括用于接收入射光线的入光面(11)、具有聚光补偿功能的反射面(10)、反入光面(12)及出光面(13)，所述反入光面(12)与所述入光面(11)相对设置，所述出光面(13)与所述反射面(10)相对设置；
其中，所述反射面(10)上排列分布有若干第一光学点列和若干第二光学点列，所述第一光学点列由第一光学点(30)同向排列而成，所述第二光学点列由第二光学点(40)同向排列而成；所述第一光学点(30)和/或所述第二光学点(40)为所述反射面(10)上的凹陷点。
2.根据权利要求1所述的激光导光板，其中，所述第一光学点(30)与所述第二光学点(40)为水滴状光学点，所述水滴状光学点水滴状光学点设置有具有散光作用的泪滴球面(31)和具有折射、反射作用的泪滴饱和面(41)。
3.根据权利要求1或2所述的激光导光板，其中，所述第一光学点(30)与相邻的第二光学点(40)按照相反方向排列。
4.根据权利要求3所述的激光导光板，其中，所述水滴状光学点的有效光学角度α的取值范围为158°～162°，其光学辅角β的取值小于或等于168°。
5.根据权利要求4所述的激光导光板，其中，所述第一光学点列与所述第二光学点列在入光区的分布数量少于反入光区的分布数量。
6.一种聚光补偿用反射面，其特征在于，所述反射面(10)上排列分布有第一光学点列和若干第二光学点列，所述第一光学点列由第一光学点(30)同向排列而成，所述第二光学点列由第二光学点(40)同向排列而成；所述第一光学点(30)和/或所述第二光学点(40)为所述反射面(10)上的凹陷点。
7.根据权利要求6所述的聚光补偿用反射面，其中：
所述第一光学点(30)与相邻的第二光学点(40)按照相反方向排列；和/或，
所述第一光学点(30)与所述第二光学点(40)为水滴状光学点。
8.根据权利要求7所述的聚光补偿用反射面，其中：
所述水滴状光学点的有效光学角度α的取值范围为158°～162°，其光学辅角β的取值小于或等于168°；和/或，
所述第一光学点列与所述第二光学点列在入光区的分布数量少于反入光区的分布数量。
9.一种背光组件，其特征在于，设置有权利要求1至5中任意一项所述的激光导光板。
10.一种照明装置，其特征在于，设置权利要求1至5中任意一项所述的激光导光板。
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