CN110208895A - 一种用于背光模组的楔形板及其背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于背光模组的楔形板及其背光模组，包括与光源相对的入光面、与反射镜相对的第一出光面和与光线准直机构相对的第二出光面，第一出光面与第二出光面之间成楔角，特点是在垂直于光线传输的方向上，第一出光面和第二出光面中的至少一个表面并列设置有多条凹槽，凹槽从入光面延伸到楔形板的尖端，优点在于有效改善了楔形板另一维度的出光准直度。

Description

一种用于背光模组的楔形板及其背光模组
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器的背光模组，尤其是涉及一种用于背光模组的楔形板及其背光模组。
背景技术
近年来，随着制造业技术升级发展和人们消费水平的提高，平板电脑、液晶显示器、电视以及手机的出货量由迅速增长转向稳定，终端市场需求旺盛。当前液晶显示设备发展愈发轻薄化、高清化，其目前仍占主流的LED背光模组也朝着超薄型化、复合化的方向发展。
背光模组是LCD模块中不可或缺的一部分，当前侧入式背光模组通常有多层膜组成，比如：反射膜，导光板，扩散膜以及两张正交的增亮膜。同时，目前的技术水平只能将光线的扩散角降低到±35°左右。近年来,随着显示行业的发展,越来越多的显示器对出光角度有特殊要求，例如具有防窥效果的显示屏，要求显示器的发散角小于一定角度，主要用于公共场所下私人信息的保护。这对背光模组出光的准直性提出了更高的要求。传统的多层膜结构通过在导光板上制作微结构再加扩散膜来解决背光模组的出光不均匀。但要想实现更高的准直效果，传统多层结构已经无法再进一步优化。
2000年10月10日在美国授权的发明专利US006130730提出了一种能产生准直光的背光模组结构，如图1所示。该背光模组1包括一个导光板10、一个棱镜片12和一个扩散片14。光自入光面100进入导光板10，部分光直接从出光面102射出，部分光从底面104射出，如光线001经导光板10上平面102反射变为002，最后从出光面104射出。而大部分光会在导光板10内部经过一次或多次的反射并最终从出光面102射出导光板10。导光板10的出光面102射出的光通过棱镜面122进入棱镜片12，其大部分被棱镜面122上的多个棱镜结构126将其方向改变为沿着顶面124的法线方向出射，并向扩散片14方向传播，如图1中光线004，进入10后经过104反射变为105，到出光面102发生折射，出射光006经棱镜片12的棱镜结构，方向改变沿着顶面124的法线方向出射，并向14传播。
2012年7月18日公开的201210026819.6号中国发明专利申请公开说明书中公开了一种能产生平行光束的准直背光模组，如图2所示，该准直模组用于侧入式背光显示器中，其主体包括反射膜、楔形膜、棱镜膜和准直膜。楔形膜包含一个入光面和两个出光面，其中一个出光面设置有反射膜。楔形膜产生一定的较小发散角的平行光束，棱镜膜将楔形膜出射的光线准直成与液晶屏成设定夹角的方向出射。
上述的两种结构虽然可以产生准直光束，但是产生的准直光束在垂直于光线传输方向维度的出光准直性有待进一步改善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效改善楔形板在垂直于光线传输方向维度的出光准直度的用于背光模组的楔形板及其背光模组。
本发明解决上述技术问题所采用的一个技术方案为：一种用于背光模组的楔形板，包括与光源相对的入光面、与反射镜相对的第一出光面和与光线准直机构相对的第二出光面，所述的第一出光面与所述的第二出光面之间成楔角，在垂直于光线传输的方向上，所述的第一出光面和所述的第二出光面中的至少一个表面并列设置有多条凹槽，所述的凹槽从所述的入光面延伸到所述的楔形板的尖端。
所述的凹槽可以连续排列设置，也可以不连续排列设置。
所述的凹槽位于两个三角形之间或两个半圆形之间或两个梯形之间。
所述的凹槽是等腰三角形凹槽。
所述的等腰三角形凹槽的顶角为30°-150°。
本发明解决上述技术问题所采用的另一个技术方案为：一种背光模组，包括光源、反射镜、光线准直机构和楔形板，所述的楔形板包括与所述的光源相对的入光面、与所述的反射镜相对的第一出光面和与所述的光线准直机构相对的第二出光面，所述的第一出光面与所述的第二出光面之间成楔角，在垂直于光线传输的方向上，所述的第一出光面和所述的第二出光面中的至少一个表面并列设置有多条凹槽，所述的凹槽从所述的入光面延伸到所述的楔形板的尖端。
与现有技术相比，本发明的优点在于有效改善了楔形板另一维度的出光准直度。
附图说明
图1为现有技术一的结构示意图；
图2为现有技术二的结构示意图；
图3为本发明实施例一楔形板的结构示意图；
图4本发明实施例一楔形板的光路传输示意图；
图5为本发明实施例一示例1楔形板的左视结构示意图；
图6为本发明实施例一示例2楔形板的左视结构示意图；
图7为本发明实施例一示例3楔形板的左视结构示意图；
图8为本发明实施例一示例1楔形板的在垂直纬度的光路传输示意图；
图9为本发明实施例一示例1的凹槽结构设置在第一出光面时楔形板的左视结构示意图；
图10为本发明实施例一示例2的凹槽结构设置在第一出光面时楔形板的左视结构示意图；
图11为本本发明实施例一示例3的凹槽结构设置在第一出光面时楔形板的左视结构示意图；
图12为本发明实施例一示例1的凹槽结构设置在第二出光面时楔形板的左视结构示意图；
图13为本发明实施例一示例2的凹槽结构设置在第二出光面时楔形板的左视结构示意图；
图14为本发明实施例一示例3的凹槽结构设置在第二出光面时楔形板的左视结构示意图；
图15为本发明实施例二背光模组的光路传输示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：如图3～图14所示，一种用于背光模组的楔形板，楔形板22包括与光源21相对的入光面221、与反射镜23相对的第一出光面222和与光线准直机构相对的第二出光面223，第一出光面222与第二出光面223之间成楔角α，在垂直于光线传输的方向上，第一出光面222和第二出光面223中的至少一个表面并列设置有多条凹槽100，凹槽100从入光面221延伸到楔形板22的尖端。
通过对此光学结构的调整可以对光源进入楔形板22的光束进行两维不同程度的准直。
图4详细阐述了光线经过楔形板22的光路轨迹，光线在楔形板22(例如n＝1.58)中传播时，遵循斯涅耳折射定律。
从图中维度看，在楔形板22中传播的光线01入射至第二出光面223时与法线夹角为θ，此时θ大于全反射角，光线全反射至第一出光面222，与第一出光面222的法线夹角为θ-α，每经过一次反射，θ就减小楔形板22的楔角α，直到θ小于全反射角，不满足全反射条件时从第二出光面223出射。反射镜23放置于楔形板22的短边第一出光面222一侧，其反射面与相邻的楔形板22的第一出光面222平行，由楔形板22中的第一出光面222一侧的出射光照射到反射镜23上，经过反射镜23反射回楔形板22中被重新利用。
示例1如图5所示，此时楔形板22在第一出光面222和第二出光面223上均设置有垂直于光线传输的方向的三角形凹槽，三角形凹槽是连续设置在三角形凸齿之间，图8为此种结构的楔形板内另一维度的光线传播图。
示例2如图6所示，与示例1不同的是，此时设置在第一出光面222和第二出光面223的凹槽是位于两个半圆柱凸齿之间。
示例3如图7所示，与示例1不同的是，此时设置在第一出光面222和第二出光面223的凹槽是位于两个梯形凸齿之间。
如图9～图11所示的示例4～示例6是将示例1～示例3的凹槽结构分别设置在第一出光面222上。
图12～图14所示的示例4～示例6是将示例1～示例3的凹槽结构分别设置在第二出光面223上。
上述图5、图9和图12结构中的凹槽可以是顶角为30°-150°的等腰三角形凹槽。
实施例二：如图15所示，楔形板22的结构与上述的实施例相同，在楔形板22的第二出光面223一侧设置有一个光线准直机构24，其结构是可准直光线的斜方棱镜膜，该膜与楔形板22的第二出光面223相邻的表面称为入光面241，另一相对的平面为出光面242。该斜方棱镜膜的作用为将由楔形板22的第二出光面223射出的与棱镜膜入光面241呈较大入射角的准平行光束01、02和03经面243全反射后折射成近似垂直于棱镜膜出光面242的准平行光束。光线经过241面透射，在面243上实现全反射，最后经过棱镜膜的平面242以接近垂直角度透射出去。而面243的倾斜角度与入射进入此结构的光线01、02和03有关，因此被全反射后的光线近似准直出射，这个结构可以实现对光线准直的作用。

Claims (10)

1.一种用于背光模组的楔形板，包括与光源相对的入光面、与反射镜相对的第一出光面和与光线准直机构相对的第二出光面，所述的第一出光面与所述的第二出光面之间成楔角，其特征在于在垂直于光线传输的方向上，所述的第一出光面和所述的第二出光面中的至少一个表面并列设置有多条凹槽，所述的凹槽从所述的入光面延伸到所述的楔形板的尖端。
2.如权利要求1所述的一种用于背光模组的楔形板，其特征在于所述的凹槽连续排列设置。
3.如权利要求1或2所述的一种用于背光模组的楔形板，其特征在于所述的凹槽位于两个三角形之间或两个半圆形之间或两个梯形之间。
4.如权利要求1或2所述的一种用于背光模组的楔形板，其特征在于所述的凹槽是等腰三角形凹槽。
5.如权利要求4所述的一种用于背光模组的楔形板，其特征在于所述的等腰三角形凹槽的顶角为30°-150°。
6.一种背光模组，包括光源、反射镜、光线准直机构和楔形板，所述的楔形板包括与所述的光源相对的入光面、与所述的反射镜相对的第一出光面和与所述的光线准直机构相对的第二出光面，所述的第一出光面与所述的第二出光面之间成楔角，其特征在于在垂直于光线传输的方向上，所述的第一出光面和所述的第二出光面中的至少一个表面并列设置有多条凹槽，所述的凹槽从所述的入光面延伸到所述的楔形板的尖端。
7.如权利要求6所述的一种背光模组，其特征在于所述的凹槽连续排列设置。
8.如权利要求6或7所述的一种背光模组，其特征在于所述的凹槽位于两个三角形之间或两个半圆形之间或两个梯形之间。
9.如权利要求1所述的一种背光模组，其特征在于所述的凹槽是等腰三角形凹槽。
10.如权利要求9所述的一种背光模组，其特征在于所述的等腰三角形凹槽的顶角为30°-150°。
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