CN206193278U - 一种多级光栅量子点导光板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级光栅量子点导光板，导光板的上表面形成出光面，导光板在出光面上设有若干网点，每个网点均包括多段同心设置的凹槽，每个网点内凹槽的口径由上到下依次递减，各网点内在各段凹槽的槽底设有若干道环形凹陷，相邻环形凹陷间形成光栅结构，每道环形凹陷均包括多层环形凹槽，每道环形凹陷内环形凹槽的槽宽由上到下依次递减，在网点内以及光栅结构的所有环形凹陷处均填充含有量子点的透光介质。本实用新型网点具有阶梯型的内腔，从而增加了进入导光板的光与之接触发生反射的机率，提高光利用率。同时，光栅结构具有阶梯型的截面，形成多级光栅结构，衍射后的光，方向性一致，且各衍射级光强相同，不仅提高亮度，且更加均匀。

Description

一种多级光栅量子点导光板

技术领域

本实用新型用于导光板技术领域，特别是涉及一种多级光栅量子点导光板。

背景技术

以目前常用的背光模块为例，从下至上的组装顺序依次为反射片、导光板、扩散片和棱镜片。其中导光板具有传导光束的作用，反射片具有将未被利用的光源反射再次进入导光板，能够提高光的利用效率，被用作漏光设计。位于导光板上面的扩散片，分为下扩和上扩，下扩主要是将从导光板发出的光集中起来均匀投射到棱镜片上，而上扩的主要作用是将棱镜片射出的光雾化，并将光均匀透出。

随着科技的发展和光学的需求，导光板上逐渐被添加各式各样的微结构，具体位置可以在下表面、上表面、入光侧或导光板内部。实用新型专利CN 205404872 U一种导光板，所述导光板在出光表面增加量子点及光栅结构两种技术，利用光栅结构衍射出光线，导出的光线在出光面上方向集中，再经过量子点转化为纯正的白光从导光板出射。但是，这种矩形光栅衍射出的光线，有80％的光强分布在主极大上，一级主极大较弱，二级主极大更弱，因此在出光面显示的光强并不均匀。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种多级光栅量子点导光板，多级光栅与量子点的结合，既展现量子点全色域显示的优势性能，又更好的均匀的提高出光面的辉度，提高光的利用率。将量子点导光板向更优化的方向推进一步。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多级光栅量子点导光板，导光板的侧面形成入光面，导光板的上表面形成出光面，导光板的下表面形成反光面，导光板在出光面上设有若干网点，每个网点均包括多段同心设置的凹槽，每个网点内凹槽的口径由上到下依次递减，各网点内在各段凹槽的槽底设有若干道与凹槽同心设置且均匀分布的环形凹陷，相邻环形凹陷间形成光栅结构，每道环形凹陷均包括多层环形凹槽，每道环形凹陷内环形凹槽的槽宽由上到下依次递减，在网点内以及光栅结构的所有环形凹陷处均填充含有量子点的透光介质。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述透光介质的上表面与导光板的出光面平齐。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述网点凹槽的水平截面均呈正多边形。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述网点凹槽的水平截面均呈圆形。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述导光板的网点采用丝印成型，所述光栅结构采用光刻腐蚀成型。

本实用新型的有益效果：本实用新型在导光板上表面加网点，网点具有阶梯型的内腔，增加了网点的表面积，从而增加了进入导光板的光与之接触发生反射的机率，提高光利用率。同时，在导光板上表面增加光栅结构，光栅结构具有阶梯型的截面，形成多级光栅结构，衍射后的光，方向性一致，且各衍射级光强相同，不仅提高亮度，且更加均匀。此外，配合量子点的加入，也提高了色域。本实用新型多级光栅与量子点的结合，既展现量子点全色域显示的优势性能，又更好的均匀的提高出光面的辉度，提高光的利用率。将量子点导光板向更优化的方向推进一步。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型原理示意图；

图2是图1中A处局部放大图；

图3是图2中B处局部放大图；

图4是二维位相光栅复振幅图像；

图5是本实用新型网点凹槽的水平截面均呈正多边形时示意图；

图6是本实用新型网点凹槽的水平截面均呈圆形时示意图。

具体实施方式

参照图1至图6，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构。以下将详细说明本实用新型各元件的结构特点，而如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，是以图1所示的结构为参考描述，但本实用新型的实际使用方向并不局限于此。

参见图1-图3，本实用新型提供了一种多级光栅量子点导光板，导光板1的侧面形成入光面11，导光板1的上表面形成出光面12，导光板1的下表面形成反光面13，导光板1在出光面12上设有若干网点2，每个网点2均包括多段同心设置的凹槽21，每个网点2内凹槽21的口径由上到下依次递减，各网点2内在各段凹槽21的槽底设有若干道与凹槽21同心设置且均匀分布的环形凹陷3，相邻环形凹陷3间形成光栅结构4，每道环形凹陷3均包括多层环形凹槽31，每道环形凹陷3内环形凹槽31的槽宽由上到下依次递减，每道环形凹陷3的截面形状和网点2的截面形状类似，在本实用新型中其均为具有3个拐点的阶梯型结构，在网点2内以及光栅结构4的所有环形凹陷3处均填充含有量子点的透光介质5。

本实用新型在导光板1上表面加网点2，网点2具有阶梯型的内腔，增加了网点2的表面积，从而增加了进入导光板1的光与之接触发生反射的机率，提高光利用率。同时，在导光板1上表面增加光栅结构4，光栅结构4具有阶梯型的截面，形成多级光栅结构，衍射后的光，方向性一致，且各衍射级光强相同，不仅提高亮度，且更加均匀。此外，配合量子点的加入，也提高了色域。本实用新型多级光栅与量子点的结合，既展现量子点全色域显示的优势性能，又更好的均匀的提高出光面的辉度，提高光的利用率。将量子点导光板向更优化的方向推进一步。

本实用新型的原理是：

多级光栅可以实现各级衍射光强相等，即：I₀＝I_m(m＝0，1，2...M)

如图4所示，多级位相光栅具有对称性，设一维位相光栅复振幅为g(x)，对于二维位相光栅可以表示为两个不同方向一维位相光栅的乘积。即：g(x,y)＝g(ax).g(by)，其中，a和b为两个方向上的比例因子。

根据夫琅和费衍射原理，在输出平面上的复振幅为：

式中，F为光栅表面坐标转折点数目，L为光栅的位相等级，即将2π分成L等分，图4结构中F＝3，L＝8X_n描述了光栅的空间分布，h(n)描述了光栅的位相分布。考虑到光栅常数被归一化为1，则：

当m＝0时，

当m≠0时，

其中，A0和Am为衍射光场零级和非零级的复振幅，多级光栅的设计通过求解(2)式和(3)式使其满足：

各级衍射光强相等，即：I₀＝I_m(m＝0，1，2...M)

上面的计算，我们可以知道，通过多级光栅衍射出的各级光强相等的单色光，单色光再经量子点激发成白光。因此，运用到导光板上，可以获得方向性一致的均匀光。通过控制多级光栅结构的F数，会得到不同等分的衍射光束，F越多，衍射后得到的等强度光束越多。

本实用新型可通过射出成型(模内注塑)通过模内成型导光板1，在其上表面丝印网点2，再在导光板1表面涂覆UV胶，通过紫外照射光刻，形成多级光栅结构，量子点最后涂覆在导光板1上表面。作为优选，所述透光介质5的上表面与导光板1的出光面12平齐。参见图5，所述网点2凹槽21的水平截面均呈正多边形，参见图6，所述网点凹槽21的水平截面均呈圆形。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种多级光栅量子点导光板，其特征在于：导光板的侧面形成入光面，导光板的上表面形成出光面，导光板的下表面形成反光面，导光板在出光面上设有若干网点，每个网点均包括多段同心设置的凹槽，每个网点内凹槽的口径由上到下依次递减，各网点内在各段凹槽的槽底设有若干道与凹槽同心设置且均匀分布的环形凹陷，相邻环形凹陷间形成光栅结构，每道环形凹陷均包括多层环形凹槽，每道环形凹陷内环形凹槽的槽宽由上到下依次递减，在网点内以及光栅结构的所有环形凹陷处均填充含有量子点的透光介质。

2.根据权利要求1所述的多级光栅量子点导光板，其特征在于：所述透光介质的上表面与导光板的出光面平齐。

3.根据权利要求1所述的多级光栅量子点导光板，其特征在于：所述网点凹槽的水平截面均呈正多边形。

4.根据权利要求1所述的多级光栅量子点导光板，其特征在于：所述网点凹槽的水平截面均呈圆形。

5.根据权利要求1所述的多级光栅量子点导光板，其特征在于：所述导光板的网点采用丝印成型，所述光栅结构采用光刻腐蚀成型。