CN108375814A - 新型微结构导光板及其显示模组 - Google Patents
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Abstract
一种显示设备技术领域的新型微结构导光板及其显示模组,新型微结构导光板包括导光板本体和微结构区,其中,微结构区设置于导光板本体的入光侧,包括若干微结构;所述微结构在横向延伸、长度与导光板本体入光侧宽度相同,并沿导光板厚度方向排布。本发明通过在导光板的入光侧设置横向延伸、纵向排布的微结构,增大了LED射入导光板的入射角,增加了入光和传输效率,降低了光学损失,搭配此微结构的导光板在网点面贴合反射膜,取消了金属或塑料背板的设计,实现了显示模组的超薄设计。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种显示设备领域的技术,具体是一种新型微结构导光板及其显示模组。
背景技术
现有导光板一般使用PMMA材料,可以通过印刷、射出、热压、喷墨等方式在背面123制备网点14,导光板1结构通常为长方体,入光面121与出光面122垂直,如图1和图2所示。
当侧入式光源2射入导光板1后,在PMMA和空气界面会发生反射和折射,在网点14处会发生散射。导光板1折射率n=1.47~1.53,而空气折射率n=1,根据斯涅尔定律(Snell's Law),发生全反射的临界角约为41°。当入射角I>41°时,在PMMA和空气界面发生全反射,光可以一直在导光板内反射、向前传播。如图3所示,从LED出射的光线L1、L2,出射角分别为60°和30°,光线入射导光板后,其折射光线与法线的角度分别为71°和55°,远大于全反射的临界角41°,光线可在导光板1的出光面122和背面123无损失的向远光侧传播。通过导光板背面网点设计,当光线射入到网点上时,光线发生散射,从而控制部分光线从导光板正面射出,实现背光效果,如图3中光线L3所示。根据网点14大小和密度调节出光的大小,从而实现均匀出光。
目前导光板1已经广泛应用于采用液晶显示屏的背光模组中,如手机、笔记本、显示器、电视机等。图4为采用现有结构导光板的液晶模组截面结构图,包括:模组前框(未示出)、液晶玻璃3、胶框(未示出)、光学膜片4、导光板1、反射膜7、侧入式光源2和后壳8。反射膜7和导光板1依次放置在后壳腔体内,后壳8作为结构支撑及部分外观功能。该液晶模组整机厚度较厚,成本较高,而且背板一般为金属或者塑胶件,其颜色单一,很难制作不同的外观效果。目前显示器正向薄型化方向发展,为了实现显示模组的超薄设计,通常需要降低导光板1的厚度,而导光板1厚度降低后,与之匹配的LED厚度也要降低,只能采用超薄LED,但超薄LED的亮度无法满足大尺寸TV对于高亮度的需求;同时PMMA变薄后,容易变形,导致入光不均匀,容易出现局部漏光。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足,提出了一种新型微结构导光板及其显示模组,通过在导光板的入光侧设置横向延伸、纵向排布的微结构,增加入光效率,降低光学损失,以便实现显示模组的超薄设计。
本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明涉及一种新型微结构导光板,包括导光板本体和微结构区,其中,微结构区设置于导光板本体的入光侧,包括若干微结构;
所述微结构在横向延伸、长度与导光板本体的入光侧的宽度相同,并沿导光板厚度方向排布、形成波浪形或锯齿形。
优选地,所述微结构区与导光板本体入光侧可通过透明光学胶粘结。
优选地,所述微结构区于高度方向设有上、下搭接层,所述上、下搭接层分别与导光板本体入光侧的出光面和背面粘结或卡合。
所述微结构横截面的形状为弓形或三角形,面向或背对导光板本体入光侧设置。
优选地,所述微结构横截面为半圆形,圆弧半径在0.01mm~1mm之间。
进一步优选地,所述微结构设置在板状结构、块状结构上,通过印刷、射出、压印等方式成型。
所述导光板本体与微结构区采用相同材质制成,所述材质为透明有机塑料或透明无机非金属材料;
优选地,所述透明有机塑料选自PMMA、PC和MS中任意一种;
优选地,所述透明无机非金属材料选自玻璃、石英和水晶中任意一种,进一步优选地,采用穿透率>90%的光学玻璃。
本发明涉及基于上述新型微结构导光板的显示模组,包括从上至下依次设置的液晶玻璃、光学膜片、导光板和反射膜,其中,液晶玻璃与光学膜片隔空设置,光学膜片与导光板隔空设置或通过透明光学胶粘结,导光板和反射膜通过透明光学胶粘结,导光板入光侧设有侧入式光源。
所述透明光学胶的折射率n=1~1.47。
技术效果
与现有技术相比,本发明通过在导光板的入光侧设置横向延伸、纵向排布的微结构,增大了LED射入导光板的入射角,增加了入光和传输效率,降低了光学损失,有效解决入光侧LED漏光问题;基于上述结构在液晶模组制程中省略金属背板或塑料背板的设计,简化了结构,在确保光学和画面品质的前提下,实现超薄的结构设计,美观大方。
附图说明
图1为现有导光板立体结构示意图;
图2为图1的侧视图;
图3为现有导光板导光原理图;
图4为现有液晶显示模组结构示意图;
图5为实施例1的立体结构示意图;
图6为图5的侧视图;
图7为实施例1导光原理图;
图8a为基于实施例1的一种液晶显示模组结构示意图;
图8b为基于实施例1的一种液晶显示模组结构示意图;
图9为实施例2的结构示意图;
图10为实施例3的结构示意图;
图11为实施例4的结构示意图;
图12为实施例4另一种微结构区侧视图;
图13为现有导光板水平方向和垂直方向的亮度趋势模拟图;
图14为实施例1导光板水平方向和垂直方向的亮度趋势模拟图;
图中:导光板1、侧入式光源2、液晶玻璃3、光学膜片4、空气层5、透明光学胶6、反射膜7、后壳8、微结构区11、导光板本体12、搭接层13、网点14、微结构111、入光侧121、出光面122、背面123。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述。
实施例1
如图5和图6所示,本实施例涉及一种新型微结构导光板1,包括微结构区11和导光板本体12,其中,微结构区11设置于导光板本体12的入光侧,包括若干微结构111,导光板本体12在背面124设有若干网点14;
所述微结构111在横向延伸、长度与导光板本体12的宽度相同,并沿导光板厚度方向形成波浪形。
本实施例微结构区11中微结构111采用半圆柱结构,半圆柱结构经雕刻、涂胶再转印得到。
所述微结构区11从上至下可采用渐变尺寸的微结构111,类似菲涅尔透镜结构;LED不同出射角度的光线,经过渐变的微结构后,进入导光板本体的光线其入射角度均匀,能够实现全光线在导光板本体内的全反射传播。
所述微结构区11与导光板本体12均采用高透光率玻璃制成。
如图8a和图8b所示,本实施例涉及一种基于上述新型微结构导光板1的显示模组,包括从上至下依次设置的液晶玻璃3、光学膜片4、导光板1和反射膜7,其中,液晶玻璃3与光学膜片4隔空设置,光学膜片4与导光板1隔空设置或通过透明光学胶粘结,导光板1和反射膜7通过透明光学胶6粘结,导光板1入光侧设有侧入式光源2,所述侧入式光源2采用超薄LED灯灯条。本实施例中导光板1和反射膜7通过透明光学胶6粘结,透明光学胶6的折射率n=1.3,全反射临界角达到60.7°,远大于现有结构41°的全反射临界角。但是,如果不带微结构的导光板与反射膜贴合,LED射入的光线将不会在导光板与透明光学胶的界面发生全反射,光线无法无损的向前传输,造成光线直接从入光侧的出光面折射出来,造成漏光和光学损失。
本实施例中LED的设置角度与现有技术图3的角度一致,出射光线L1和L2的角度分别为30°和60°,如图7所示,光线进入导光板1的微结构区11后,其折射光线与法线的角度分别增加到72°和68°,满足导光板1和反射膜7全贴合后对于光线全反射的要求,出射光线L1和L2发生全反射、无损失地向远光侧传播,实现导光;相对于导光板1与反射膜7未贴合的结构,降低了显示模组厚度。再比较现有技术导光板与反射膜全贴合的光学模拟结果图13以及本实施例导光板与反射膜全贴合的模拟结果图14,可以看到,LED入射光线在水平方向上的亮度差异,现有技术导光板在入光侧亮度较高,实际产品在入光侧有亮斑和漏光现象,而采用本发明的微结构导光板,在LED入光侧亮度偏低,靠近远光侧亮度有增加,在入光侧不存在亮斑,光线可以往远光侧传输,导光效率大大提升。
实施例2
如图9所示,本实施例与实施例1的区别之处在于,所述微结构区11的横截面为楔形结构;微结构区11上下斜面分别与导光板本体12入光侧的出光面122和背面123相连、夹角均为钝角,当LED出射光学传输到上下斜面后,其反射光线与出光面122和背面123的入射角度更大,光线更容易向远光侧传输。
实施例3
如图10所示,本实施例与实施例1的区别之处在于,所述微结构区11与导光板本体12采用分离式结构,并通过透明光学胶6粘结;采用分离式结构,有利于降低成本,避免微结构成型失败或缺陷造成整块导光板报废。
所述微结构区11采用平板结构,半圆柱形微结构111设置在平板结构上。
实施例4
如图11所示,本实施例中微结构区11与导光板本体12亦采用分离式结构,所述微结构区11于高度方向设有上、下搭接层13,所述上、下搭接层13分别与导光板本体12入光侧的出光面122和背面123粘结;所述微结构区11与导光板本体12入光侧设有间隙。
所述微结构111在纵向连续延伸呈锯齿形,设置于微结构区11的出光侧;所述微结构区11截面呈椭圆形,先汇聚光源出射光线,再经微结构111射出,使得光线入射角更大,可以传输更远。
如图12所示,所述微结构区11亦可采用平板结构。
需要强调的是:以上仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种新型微结构导光板,其特征在于,包括导光板本体和微结构区,其中,微结构区设置于导光板本体的入光侧,包括若干微结构;
所述微结构在横向延伸、长度与导光板本体入光侧的宽度相同,并沿导光板厚度方向排布。
2.根据权利要求1所述新型微结构导光板,其特征是,所述微结构沿导光板厚度方向排布呈波浪形或锯齿形。
3.根据权利要求1所述新型微结构导光板,其特征是,所述微结构区与导光板本体通过透明光学胶粘结。
4.根据权利要求1所述新型微结构导光板,其特征是,所述微结构区于高度方向设有上、下搭接层,所述上、下搭接层分别在导光板本体入光侧的出光面和背面粘结或卡合。
5.根据上述任一权利要求所述新型微结构导光板,其特征是,所述微结构横截面的形状为弓形或三角形,面向或背对导光板本体入光侧设置。
6.根据权利要求5所述新型微结构导光板,其特征是,所述微结构设置在板状结构或块状结构上。
7.根据权利要求1所述新型微结构导光板,其特征是,所述微结构区与导光板本体采用相同材质制成,所述材质为透明有机塑料或透明无机非金属材料。
8.一种显示模组,其特征在于,包括从上至下依次设置的液晶玻璃、光学膜片、基于上述任一权利要求所述新型微结构导光板和反射膜,其中,液晶玻璃与光学膜片隔空设置,光学膜片与导光板隔空设置或通过透明光学胶粘结,导光板和反射膜通过透明光学胶粘结,导光板入光侧设有侧入式光源。
9.根据权利要求8所述显示模组,其特征是,所述透明光学胶的折射率n=1~1.47。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180807 |
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