CN202815259U - 一种导光板、背光模组及显示器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种导光板，该入光面用于引导光线进入导光板，该出光面用于将光线射出导光板，所述导光板的入光面与光源正对的位置设置有凹槽，凹槽包括两侧壁和可反射光线的顶部，该顶部包括至少一个朝向光源方向的凸起，所述入光面背对光源的一侧位于相邻凹槽之间的区域为反射面。本实用新型还涉及包括该导光板的背光模组和显示器件。本实用新型提供的导光板，由于在入光面设置了凹槽结构，从而解决了减少LED用量后，导光板入光侧出现很明显暗斑的技术问题的技术问题。

Description

一种导光板、背光模组及显示器件

技术领域

本实用新型涉及显示领域，尤其涉及一种导光板、背光模组及显示器件。

背景技术

背光源是液晶显示器件的重要组成部分，其功耗和成本在整个背光模组中占有很大的比例。如图1所示，现有技术是将多个LED灯密集的排布在条形PCB（Printed circuit board，印刷电路板）上，从而得到一个线光源。作为光源的LED灯（Light Emitting Diode，发光二极管）在整个背光源成本中占有很高的比重。通过减少LED用量可以有效降低背光源成本，但是减少LED的数量，会增大LED之间的间距，如图2所示，从而使LED发出的光在LGP（light guide plate，导光板）上分布不均匀，导致在导光板的入光处出现很明显的亮暗不均现象，如图10A所示，其中11为暗斑，该暗斑严重影响到显示画面的质量。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的减少LED用量后，导光板入光侧出现很明显的暗斑的技术问题，本实用新型提供一种导光板、背光模组及显示器件。

一种导光板，包括入光面和出光面，该入光面用于引导光线进入导光板，该出光面用于将光线射出导光板，所述导光板的入光面与光源正对的位置设置有凹槽，凹槽包括两侧壁和可反射光线的顶部，该顶部包括至少一个朝向光源方向的凸起，所述入光面背对光源的一侧位于相邻凹槽之间的区域为反射面。

进一步，所述导光板的凹槽顶部贴附有半透半反膜材。

进一步，所述导光板的凹槽顶部贴附有带有透孔的全反射膜材。

进一步，所述导光板的凹槽顶部设置的凸起为弧形。

进一步，所述导光板的反射面长度为2.54mm~15mm。

更进一步，所述导光板的凹槽侧壁与反射面所成的角度为大于等于90°小于180°。

优选地，所述导光板的凹槽侧壁与反射面所成的角是圆角。

一种背光模组，包括上述所述的导光板。

一种显示器件，包括上述所述的背光模组。

实用新型所实现的有益技术效果至少包括：

该导光板能够在减少LED灯用量的情况下，消除入光面亮暗不均的现象，实现导光板中的光线分布均匀，保证显示画面的质量，同时降低背光模组成本。

附图说明

图1为现有技术中LED灯条排布示意图1；

图2为现有技术中LED灯条排布示意图2；

图3为本实用新型导光板整体示意图；

图4为本实用新型凹槽顶部10的俯视图；

图5为本实用新型导光板局部结构示意图及光路图1；

图6为本实用新型导光板局部结构示意图及光路图2；

图7为本实用新型导光板局部结构示意图及光路图3；

图8为本实用新型导光板局部结构示意图及光路图4；

图9A为传统的导光板上暗区示意图；

图9B为本实用新型导光板消除暗区示意图；

图10A:传统导光板与减少LED数量的灯条相配合的光学效果图；

图10B为本实用新型导光板与减少LED数量的灯条相配合的光学效果图；

图11为本实用新型导光板光线进入本实用新型导光板的光路图。

1、出光面，2、入光面，3、LED灯条，4、凹槽，5、背光源背板，6、半透半反膜，7、反射面，8、侧壁，9、侧壁，10、顶部，11、暗斑

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型导光板、背光模组及显示器件作进一步详细描述。

为了解决现有技术中存在的减少LED用量后，导光板入光侧出现很明显的暗斑的技术问题，本实用新型提供一种导光板、背光模组及显示器件。

一种导光板，包括入光面和出光面，该入光面用于引导光线进入导光板，该出光面用于将光线射出导光板，其特征在于，所述导光板的入光面与光源正对的位置设置有凹槽，凹槽包括两侧壁和可反射光线的顶部，该顶部包括至少一个朝向光源方向的凸起，所述入光面背对光源的一侧位于相邻凹槽之间的区域为反射面。

进一步，所述导光板的凹槽顶部贴附有半透半反膜材。

进一步，所述导光板的凹槽顶部贴附有带有透孔的全反射膜材。

进一步，所述导光板的凹槽顶部设置的凸起为弧形。

进一步，所述导光板的反射面长度为2.54mm~15mm。

更进一步，所述导光板的凹槽侧壁与反射面所成的角度为大于等于90°小于180°。

优选地，所述导光板的凹槽侧壁与反射面所成的角是圆角。

一种背光模组，包括上述所述的导光板。

一种显示器件，包括上述所述的背光模组。

实施例1

如图3所示，本实施例中，该导光板包括导光板本体，导光板本体朝上的一面为出光面1，与出光面1相连接的一个侧面为入光面2。入光面2上设置有复数个凹槽4（凹槽局部放大图如图5所示），凹槽包括两侧壁8、9和一朝向光源3凸起的顶部10，该顶部10可以反射光线。导光板入光面2背对光源3的一侧位于相邻凹槽4之间的区域为反射面7，用来反射经凹槽侧壁8、9入射的光线，使得出光均匀。

如图3、图5及图11所示，凹槽顶部10为一个弧形凸起，在该弧形凸起上贴附半透半反膜材6，使得该凹槽顶部具有反射光线的特性。同时，凹槽侧壁8、9与反射面7之间所成的角的度数为大于等于90°小于180°，其中所成角度的优选范围为90°~150°。其中，半透半反膜6可以通过电镀一层反射率高的金属（如银），控制电镀效果，稍微漏掉一点或者镀很薄的一层，实现半透半反。因为本实用新型中所述导光板中传播的光线主要来源于凹槽侧壁8、9入射，其中通过凹槽顶部10的入光量只是很少的一部分。凹槽顶部10上弧形凸起的局部放大图如图4所示，凹槽顶部10的俯视图为半椭圆形，本实施例中，椭圆的长轴和短轴分别为2a和b，其中3.5mm≤2a≤7.5mm，优选2a=3.5mm、4.5mm、7.5mm，1.1mm≤b≤2.5mm，优选的b=1.1mm、1.5mm、2.5mm。椭圆弧顶与LED发光面的距离为h，其中0≤h≤1mm，优选的h=0.5mm、0.8mm、1mm，凹槽深度为d，其中0≤d<1mm，优选的LED灯长度为L，L=3mm、4mm、7mm。

本实施例中，导光板为矩形，具体尺寸根据背光模组尺寸来确定。光源由位于导光板四侧中至少一侧的LED灯条来提供。图11为光线进入导光板的光路图。由LED发出的任意一条光线的入射角度为α，其中60°≤α≤90°，该入射光线到达凹槽顶部10后，一小部分光线经过半透半反膜材6进入导光板，而绝大多数光线在凹槽顶部10发生反射，此时，反射光线作为继续传播的入射光线进入导光板，入射角度为β，其中0°≤β≤90°。入射光线在空气与凹槽侧壁8或9的接触面发生折射，折射角度为γ，凹槽侧壁8或9上的入射点距离反射面7的垂线距离为e。因此，反射面的长度x=e〃cotγ，其中0≤e≤h。此外，有少量光无需经过凹槽顶部10的反射而直接经凹槽侧壁8、9进入导光板进行传播。

在本实施例中，h=0.5mm，椭圆的长轴2a=4.5mm,短轴为2b=3mm。

如图2所示，本实用新型中的LED灯条,位于导光板四侧中的至少一侧，其上LED为单排排列，根据LED数量，对整个灯条上的LED进行相应的串并联连接，串并连接后的LED通过灯条上的一个连接器与驱动电路相连。由于对导光板的外形和局部特性进行了设计，所以相邻LED之间的距离比传统LED灯条上的大，相邻LED之间的间距1.27mm≤D≤15mm。

本实用新型导光板配合少量LED灯使用，既可以降低背光模组的成本又不会使入光面出现亮暗不均的光斑。如图1所示，以80mm长的LED灯条为例，现有技术需要16颗LED，使用本方案后，LED数量减为6颗，可以节省约三分之二数量的LED。其光学效果图如图10B所示，其中暗斑11相比于图10A中的暗斑11有明显的减少，光学效果较好，保证了入光面的均匀度。

图9A是传统的导光板入光面明暗示意图，由于LED用量减少，相邻LED之间间距增大，受LED的发光角度的限制（LED最大发光角度为120°），相邻LED之间对应的导光板区域由于没有光线入射，会形成暗斑11。本实用新型对导光板的入光面的局部形状和特性进行了改进，如图9B所示，改变了传统背光源中光线传输的路径，其光路如图5及图11所示。由于光线的反射，对LED光线不能直接到达的区域进行了补偿，从而消除了导光板入光处的亮暗不均现象。

LED的光路如图5所示，其发出的光经过凹槽顶部10的反射后，形成了一定的散射效果，将LED发出的集中光线打散，光线再由导光板反射面反射后均匀进入导光板，进而从出光面1出射，对导光板侧边没有光线入射的部分进行了光学补偿，从而避免了导光板上入光侧的亮暗不均。图10A、图10B更进一步地展示了采用本实用新型的技术方案获得的导光板入光面2的光学仿真效果，图10A为减少了三分之二LED数量的灯条与传统导光板配合的光学效果图。从图10A中可以明显看出，由于LED之间的距离增大，入光侧暗斑11在图10A中很明显，本实用新型希望通过减少LED用量而实现较好的显示效果是很难实现的。图10B为本实用新型的导光板与减少三分之二LED数量的灯条相配合的光学仿真效果，从图中可以看出，暗斑11明显减小，但该暗区11在有效显示区以外,不影响显示，能够实现减少LED用量，同时保证画面显示质量的目的。

在图10B的优选的实施例中，导光板边长7mm，高3mm；光源距离导光板3mm（即混光距离）。本领域相关技术人员应能够理解，光斑的形状与导光板的尺寸、导光板与光源的距离有关；通过调整导光板的尺寸和导光板与光源之间的距离，可以实现消除光斑，保证背光模组的出光均匀度，进而保证显示质量。因而在不同器件中使用的尺寸和距离参数视器件的尺寸、亮度、厚度等参数进行具体地调节，在此不再赘述。

在本实施例中，导光板为聚甲基丙烯酸甲酯（Poly MethylMethacrylate，简称PMMA，也叫亚克力或有机玻璃）制成，在实际工艺中可通过模具一体成型制成。

需要说明的是：本实施例中的“朝上”只是参照附图的方向，并不用做限定用语。当然，本实施例中入光面为与出光面相连接的四个侧面中的某一个或多个即可，为了方便说明，本实施例中，入光面2为与出光面1相连接的一个侧面。

实施例2：

如图6所示，本实施例与实施例1结构基本相同，其不同之处在于顶部10上设置有两个弧形凸起。作为另一实施例，可以在本实施例的基础上，增加顶部10上弧形凸起的个数，用于使光源3发出的光线进入导光板时更发散。具体来说，凹槽4的大小确定后，就可以根据预设顶部10上弧形凸起的个数来确定椭圆长轴及短轴。在本实施例中，凹槽4的大小c取决于LED的长度L，其中3.5mm≤c≤7.5mm，0≤c-L≤2mm。相比于实施例1，本实施例中增加了顶部10上弧形凸起的个数，相应地减小弧形凸起的大小，该技术方案基本能达到实施例1中所述结构的入光效果。

实施例3：

如图5所示，本实施例与实施例1和实施例2的结构基本相同，不同之处在于顶部10的凸起上贴附有与半透半反膜材6功能相似的带有透孔的全反射膜材。采用带有透孔的全反射膜材设置在凹槽顶部10上的技术方案，可以实现更好的反射效果，以保证足够多的反射光线由凹槽侧壁8、9进入导光板，同时，通过全反射膜材上的透孔可以保证有少量光线从凹槽顶部10直接进入导光板，从而实现本实用新型所要达到的技术效果。

实施例4：

如图7所示，本实施例与实施例1至3的结构基本相同，不同之处在于凹槽侧壁8、9与反射面7之间所成的角是圆角。本实施例的优点在于不但可以进一步节省导光板材料，还可以增大凹槽侧壁8、9的入射面积，同时相比于实施例1中所述的非圆角结构，本实施例可以使更多入射光直接经凹槽侧壁8、9与反射面7之间所成的角进入导光板到达反射面7，缩短部分光线的传播路径。

本实用新型实施例还提供一种背光模组，所述背光模组包括本实用新型所提供的导光板。

本实用新型实施例还进一步提供一种显示器件，其包括上述背光模组。所述显示器件可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的实际保护范围应由权利要求限定。

Claims (9)

1.一种导光板，包括入光面和出光面，该入光面用于引导光线进入导光板，该出光面用于将光线射出导光板，其特征在于，所述导光板的入光面与光源正对的位置设置有凹槽，凹槽包括两侧壁和可反射光线的顶部，该顶部包括至少一个朝向光源方向的凸起，所述入光面背对光源的一侧位于相邻凹槽之间的区域为反射面。

2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述导光板的凹槽顶部贴附有半透半反膜材。

3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述导光板的凹槽顶部贴附有带有透孔的全反射膜材。

4.根据权利要求1至3任一所述的导光板，其特征在于，所述导光板的凹槽顶部设置的凸起为弧形。

5.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述导光板的反射面长度为2.54mm~15mm。

6.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述导光板的凹槽侧壁与反射面所成的角度为大于等于90°小于180°。

7.根据权利要求6所述的导光板，其特征在于，所述导光板的凹槽侧壁与反射面所成的角是圆角。

8.一种背光模组，其特征在于，包括权利要求1-7任一所述导光板。

9.一种显示器件，其特征在于，包括权利要求8所述的背光模组。

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