CN1291248C - 导光板及面光源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种导光板及面光源装置。该导光板包括一基体及一透明薄膜，该基体包括至少一光入射面、一光出射面及一底面。该透明薄膜设置于该光出射面上，其中该透明薄膜为凹形结构，其厚度是从中间部分向边缘处逐渐增加，该透明薄膜的折射率大于该基体的折射率。该导光板及采用该导光板的面光源装置的出光辉度以中间部分最高，因而具有良好的视觉效果。
Description
【技术领域】
本发明是关于一种导光板及面光源装置，尤其是关于一种应用于液晶显示面板的导光板及面光源装置。
【背景技术】
由于液晶显示面板中的液晶本身不具有发光特性，为达到显示效果，必须给液晶显示面板提供一面光源装置，其功能在于向液晶显示面板提供辉度充分而且分布均匀的面光源，其运作原理为：光线从光源射出后进入导光板，经由导光板光反射面的散射单元反射并由导光板的光出射面输出，配合扩散板及棱镜片的增强效果，提供辉度充分而且分布均匀的面光源。
现有导光板的技术着重于提高出光辉度及均匀度。请参照图1，是现有技术导光板的结构示意图。该导光板5包括至少一光入射面501、一光出射面502、一底面503及多个散射单元504。为提高光线利用率，在该光入射面501及该光出射面502分别涂覆一层高透射率薄膜505、506，在该底面503及散射单元504上涂覆一层高反射率薄膜507。同时由于该散射单元504的散射作用，该导光板5可获得较高的辉度及出光均匀度。
对于导光板，为达到较好的视觉效果，通常要求导光板辉度在导光板的中心最大，而以导光板中心点为对称中心向四周逐渐减小。但是现有技术的导光板5只着重于提高其均匀度及辉度，而导光板5表面的辉度分布趋向均匀，从而无法达到最佳视觉效果。
【发明内容】
为克服现有技术中导光板无法达到较好视觉效果的缺陷，本发明提供一种视觉效果较好的导光板。
为克服现有技术中面光源装置无法达到较好视觉效果的缺陷，本发明提供一种视觉效果较好的面光源装置。
本发明解决技术问题所提供的技术方案是：一种导光板，其包括一基体与一透明薄膜，该基体包括至少一光入射面，一与该光入射面相邻的光出射面及一与该光出射面相对的底面，该透明薄膜是设置于该光出射面上，该透明薄膜是具有一凹陷部分的凹形结构，其厚度是从中间部分向边缘处逐渐增加，并且该透明薄膜的折射率大于该基体的折射率。
本发明面光源装置，其包括至少一光源与一导光板，该导光板包括一基体与一透明薄膜，该基体包括至少一光入射面，一与该光入射面相邻的光出射面及一与该光出射面相对的底面，该透明薄膜设置于该光出射面上，该透明薄膜是具有一凹陷部分的凹形结构，其厚度是从中间部分向边缘处逐渐增加，并且该透明薄膜的折射率大于该基体的折射率。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：由于本发明导光板的透明薄膜为凹形结构，且其折射率大于基体的折射率，根据光折射定律，光线从低折射率的介质进入高折射率的介质，入射角大于折射角，所以从基体进入透明薄膜的光线向导光板中心偏折，导光板的辉度在导光板的中心处最高，往导光板四周则逐渐递减，从而使该导光板具有较好的视觉效果。
【附图说明】
图1是现有技术导光板的结构示意图。
图2是本发明导光板第一实施方式结构示意图。
图3是本发明导光板散射单元于底面的分布示意图。
图4是本发明导光板的光路图。
图5是本发明导光板辉度分布图。
图6是本发明导光板第二实施方式结构示意图。
图7是本发明面光源装置的结构示意图。
【具体实施方式】
请参照图2，是本发明导光板第一实施方式的剖面图。该导光板1包括一基体10、多个散射单元11及一透明薄膜12。该基体10包括至少一光入射面103、一光出射面101及一底面102。该散射单元11设置于该底面102上，该透明薄膜12设置于该光出射面101上。
聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)，俗称压克力，其折射率为1.49，由于具有良好的光学性能而被广泛应用于导光板中。该基体10内可以掺杂多个散射粒子(图未示)，该散射粒子的材料为具有高反射率的二氧化硅，也可以用五氧化二钽(Ta2O5)取代。该散射粒子用于散射基体10内传播的光线，提高导光板1的出光均匀度。基体10为平板形结构，也可根据需要制成楔形结构。
该透明薄膜12为折射率介于1.507到1.570之间的聚甲基丙烯酸树脂类材料，如折射率为1.507的聚甲基丙烯酸环乙酯(Polycyclohexyl Methacrylate，PCHMA)、折射率为1.570的聚甲基丙烯酸苯酯(Polyhenyl Methacrylate，PPhMA)或折射率为1.568的聚甲基丙烯酸苯甲酯(Polybenzyl Methacrylate，PBzMA)。该透明薄膜12为凹形结构，其凹陷部分为一倒四棱锥体，该倒四棱锥体的顶点位于该导光板1的光出射面101中心，该倒四棱锥体的底面与光出射面101平行且面积相等。该透明薄膜12经过光出射面101中心的剖面为一V形对称面。该透明薄膜12的厚度在该基体10的光出射面101的中心处为零，并向光出射面101的边缘线性递增。该透明薄膜12是利用镀膜技术形成在基体10的光出射面101上，也可以利用光罩(Masking)技术制作而成。该透明薄膜12的材料为聚甲基丙烯酸树脂，其透光性能良好，可减少光线的损失，保证导光板的出光辉度。
请参照图3，是本发明导光板1底面102散射单元11的分布图。该多个散射单元11设置于底面102上，以进一步提高导光板1的出光均匀度。该散射单元11的材料为高反射率的二氧化硅，也可以其它高反射率的材料代替，如五氧化二钽。该散射单元11的大小沿远离光入射面103方向而逐渐增大，使每一散射单元11所反射的光能相等，从而提高导光板1的出光均匀度。该散射单元11为半球体，也可以是圆柱体、立方体或其它形状。该散射单元11可利用网印方式形成于基体10的底面102上或者与基体10一体成型。
请配合参照图4与图5，分别是本发明导光板1的光路图与辉度分布图。光线a从低折射率的基体10进入高折射率的透明薄膜12，根据光折射定律，其折射角小于入射角，则相对于光线a原传输路径，折射后的光线a偏向导光板1的中心。光线b与光线a是关于导光板1中心对称，光线b从基体10进入透明薄膜12，偏向导光板1的中心。所以从基体10进入透明薄膜12的光线a、b向导光板1中心处汇聚，于是导光板1的辉度在导光板1中心处最大，向导光板1的两侧逐渐递减。由于光线a、b是关于导光板1中心对称，因而其辉度分布也是相对于导光板1中心对称分布，使该导光板1具有良好的视觉效果。
请参照图6，是本发明导光板第二实施方式的剖面图。该导光板2包括一基体20、多个散射单元21及一透明薄膜22。该透明薄膜22设置于该基体20的一光出射面201上，该透明薄膜22为折射率介于1.507到1.570之间的聚甲基丙烯酸树脂类材料，如折射率为1.507的聚甲基丙烯酸环乙酯、折射率为1.570的聚甲基丙烯酸苯酯或折射率为1.568的聚甲基丙烯酸苯甲酯。该透明薄膜22为凹形结构，其中该透明薄膜12的凹面为二次曲面。该透明薄膜22厚度在基体20的光出射面201的中心处为零，向光出射面201的边缘逐渐增大。由于基体20的折射率小于透明薄膜22的折射率，从基体20进入透明薄膜22的光线向导光板2的中心汇聚，因而导光板2中心的辉度最大，并向两侧逐渐减小，使该导光板2具有良好的视觉效果。
请参照图7，是本发明面光源装置的结构示意图。该面光源装置3包括一光源31、一反射板32、一导光板1、一扩散板33及一棱镜板34。该光源31设置于导光板1的光入射面103一侧，其为线性光源，如冷阴极萤光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)。反射板32与导光板1的底面102相对设置，该反射板32是采用高反射率的材料制成，其作用是将从导光板1的底面102泄漏的光线重新反射进入导光板1，减少光损失，提高面光源装置3的出光辉度。光源31所发出的光线经光入射面103进入基体10中，大部分光线经散射单元11散射后由出射面101射出，小部分光线从底面102射出，通过反射板32的反射作用重新进入基体10中并从光出射面101出射。从光出射面101出射的光线通过透明薄膜12时发生折射，向导光板1中心偏折，最后经过扩散板33及棱镜板34，为液晶面板(图未示)提供光源。由于该面光源装置3采用本发明的导光板1，所以具有较好的视觉效果。该面光源装置3也可采用两个光源31，一光源31相对光入射面103设置，另一光源31设置于相对光入射面103的另一侧。
Claims (10)
1.一种导光板，其包括一基体与一透明薄膜，该基体包括至少一光入射面，一与该光入射面相邻的光出射面及一与该光出射面相对的底面，该透明薄膜是设置于该光出射面上，其特征在于：该透明薄膜是具有一凹陷部分的凹形结构，该透明薄膜的厚度是从中间部分向边缘处逐渐增加，并且该透明薄膜的折射率大于该基体的折射率。
2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：该透明薄膜为聚甲基丙烯酸树脂类材料，其折射率介于1.507到1.570之间。
3.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：该透明薄膜的凹陷部分为倒正四棱锥体。
4.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：该透明薄膜的凹陷部分的表面为二次曲面。
5.一种面光源装置，其包括至少一光源与一导光板，该导光板包括一基体与一透明薄膜，该基体包括至少一光入射面，一与该光入射面相邻的光出射面及一与该光出射面相对的底面，该透明薄膜设置于该光出射面上，其特征在于：该透明薄膜是具有一凹陷部分的凹形结构，该透明薄膜的厚度是从中间部分向边缘处逐渐增加，并且该透明薄膜的折射率大于该基体的折射率。
6.如权利要求5所述的面光源装置，其特征在于：该透明薄膜为聚甲基丙烯酸树脂类材料，其折射率介于1.507到1.570之间。
7.如权利要求5所述的面光源装置，其特征在于：该透明薄膜凹陷部分为倒正四棱锥体。
8.如权利要求5所述的面光源装置，其特征在于：该透明薄膜的凹陷部分表面为二次曲面。
9.如权利要求5所述的面光源装置，其特征在于：该面光源装置还包括一与底面相对设置的反射板。
10.如权利要求5所述的面光源装置，其特征在于：该面光源装置还包括一位于该透明薄膜上的扩散板及一位于扩散板上的棱镜板。
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