CN2588387Y - 导光板和平面发光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种导光板和采用该导光板的平面发光装置，该导光板包括一第一表面、一与该第一表面相对的第二表面、多个边侧面和许多扩散单元。其中，该第二表面是光出射表面，该扩散单元设置于该第一表面，该多个边侧面至少一个为光入射侧面，各扩散单元在该第一表面的投影面积，和其与该多个边侧面内或外的至少一坐标点的距离倒数平方成正比。该扩散单元可以提高配合点状光源的导光板和采用该导光板的平面发光装置的出光均匀度。

Description

导光板和平面发光装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种导光板和采用该导光板的平面发光装置，尤其是关于一种具网点分布的导光板和使用该导光板的平面发光装置。

【背景技术】

由于液晶显示器面板中的液晶本身不具发光特性，所以，为达到显示效果，需要给液晶显示器面板提供一面光源装置，如平面发光装置，其功能在于向液晶显示器面板供应辉度充分而且分布均匀的面光源。

现有技术平面发光装置主要由光源、导光板、反射板、扩散板和棱镜板组成。其中，该光源可设置于导光板一侧或两相对侧并将光线发射至该导光板。该导光板的作用在于引导光线传输方向，使光线由导光板的出光面均匀出射。因为光源发出的光线是从导光板侧面进入，所以导光板靠近光源的部分较亮，而远离光源的部分较暗，因此，为增加导光板的出光效率和均匀度，通常在导光板的一面设置V形槽或配置光扩散网点。当光线传输至V形槽或光扩散网点时，光线将发生反射和散射，并向各个不同方向传输，最终由导光板的出光面射出。利用各种疏密、大小不同的V形槽或光扩散网点，可以使导光板发光均匀。

一种现有技术平面发光装置可参阅图1，该平面发光装置包括一光源11和一导光板12，该导光板12包括光入射侧面123、和入射侧面123相对的光反射侧面124和底面122。该底面122分布有许多光扩散网点16，其于该底面122的投影面积从光入射侧面123到光反射侧面124逐渐增大，而与入射侧面123距离相等的光扩散网点16面积大体一致。该设计可使导光板12远离光源11的部分亮度增加，使导光板12整个发光面发光近似均匀。但是，由于作为光源11的冷阴极萤光灯(CCFL)具一定长度，导光板12靠近光源11中心的部分接受的光线比靠近光源11两端的部分多，而且，冷阴极萤光灯两端靠近电极的部分亮度比中间低，导致导光板12靠近光源11两端的部分发光亮度比靠近光源11中心的部分发光亮度低，从而影响该平面发光装置的光学性能。

为解决上述技术问题，1992年7月28日公告的美国专利第5,134,594号揭露了另一种底面分布网点的现有技术导光板，如图2所示。该导光板22包括一光入射侧面223和与其相对的光反射侧面224，使用时，该导光板22配合一设置在该导光板22光入射侧面223的线性光源(图未示)、一设置在该导光板22底面222的反射板(图未示)。另外，为了破坏光线在导光板22内部传输的全反射条件，该导光板22底面222又设置许多呈行列状排布的光扩散网点26。该光扩散网点26在该底面222的投影面积从光入射侧面223到光反射侧面224逐渐增大，和光入射侧面223平行方向上的面积分布也不均一，靠近光入射侧面223中间处的最小，而两端的则较大，该光扩散网点26分布弥补了采用冷阴极萤光灯11为光源的导光板22内光线的扩散分布缺陷，可使导光板22发光基本均匀。

美国专利第5,134,594号所揭露技术解决了冷阴极萤光灯11两端靠近电极的部分亮度比中间低，致使导光板12靠近光源11两端的部分发光亮度比靠近光源11中心的部分发光亮度低的技术问题，但未考虑到当光源为发光二极管等点状光源时，因为光入射侧面的光线分布不均匀，致使导光板靠近各点光源处部分发光亮度较大，而和各点光源距离较远的部分发光亮度相对较小，而且，导光板对于发光二极管阵列两端的部分，比发光二极管阵列中心的对应部分发光亮度小，因此前述的网点分布不适合配合点光源的导光板。

同样，采用上述配合点光源的导光板的平面发光装置发光均匀度较低。

【实用新型内容】

为了克服现有技术导光板采用点状光源作为光源时发光不均匀的缺陷，本实用新型提供一种具较高发光均匀度配合点状光源的导光板。

本实用新型解决的另一技术问题是提供一种采用上述导光板的发光均匀的平面发光装置。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：提供一导光板，该导光板包括一第一表面、一与该第一表面相对的第二表面、多个边侧面和许多扩散单元。其中，该第二表面系光出射表面，该扩散单元设置于该第一表面，该多个边侧面至少一个为光入射侧面，各扩散单元于该第一表面的投影面积，与其与该多个边侧面内或外的至少一坐标点的距离倒数平方成正比。

本实用新型同时提供一种平面发光装置，该平面发光装置包括至少一点状光源和一上述导光板。

和现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型导光板底面的网点在该底面的投影面积和光出射表面对应区域的光线导出强度成正比关系，可实现该配合发光二极管等点光源的导光板和采用该导光板的平面发光装置发光均匀。

【附图说明】

图1是现有技术平面发光装置的导光板底面的网点分布图。

图2是另一现有技术的导光板底面的网点分布示意图。

图3是本实用新型导光板第一实施方式的侧视图。

图4是图3所示导光板底面的网点分布示意图。

图5是采用本实用新型导光板第一实施方式的平面发光装置的示意图。

图6是本实用新型导光板第二实施方式的侧视图。

图7是图6所示导光板底面的网点分布的示意图。

图8是本实用新型导光板第三实施方式的侧视图。

【具体实施方式】

请一起参阅图3和图4，是本实用新型导光板第一实施方式的侧视图和底面的网点分布示意图。该导光板32包括一光入射侧面323、一光出射表面321、多个光反射侧面324、一底面322和分布于底面322的光扩散网点36。其中，该导光板32是一矩形平板，该光出射表面321和底面322相对设置。

该导光板32以透明材料，如丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚乙烯树脂或玻璃等制成。该光入射侧面323接收来自光源(图未示)的光线，并将其导入该导光板32内。该光出射表面321将光线导出该导光板32。该光反射侧面324将入射其上的光线反射回导光板32并经由该光出射表面321出射，以防止光线从该光反射侧面324出射而损失。光反射侧面324和底面322可以贴附反射板，也可以采用反射膜直接镀于其上，以使在导光板32内传输的光线充分反射，最终经光出射表面321出射。

该网点36用来提高该导光板32的出光均匀度，其也可是其它光扩散单元，如棱镜结构等。该网点36可通过印刷或射出成型的方法制作。该网点36是圆球面体，其在导光板32底面322的投影是圆形，当然，该网点36也可为椭圆体、多面体、圆锥体或削去尖端的锥形台等，其在底面322的投影也相应可以是椭圆形或多边形。该网点36在该底面322上是凸形。该网点呈现行列形状分布在该导光板32的底面322上，其中，沿和光入射侧面323平行的方向(图中标示为Y)以均匀间距设置许多列网点36，沿和光入射侧面323垂直的方向(图中标示为X)以均匀间距设置许多行网点36。为了进一步增强网点36对光线的作用，和光入射侧面323平行而且相邻的奇数列和偶数列网点36也可以分别错开半行距离而呈现交错式分布，当然，该网点36也可以以其它方式规则排列。

网点36和其与该光入射侧面323外的至少一坐标点37的距离倒数平方成正比，各网点36的半径大小R满足公式： $R=r_0+k\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{(X-X_i)}^2+{(Y-Y_i)}^2}}$

其中(X，Y)与(X_i，Y_i)属于一直角坐标系，分别是网点36和对应坐标点37在该直角坐标系中的坐标，n为该坐标点的数目，对于本实施方式，n为3，i为自然数，r₀和k为常数，对应于不同尺寸的导光板，不同的坐标点37数量和位置有不同的k值和r₀值。

本实用新型导光板32用于平面发光装置时，如果在其底面322没有设置网点36，则其内光线导出强度离光源越远越弱，光源间的导光板部分发光相对较弱，没有光源的导光板侧边处发光强度也弱。而在该导光板32的底的和采用该导光板的平面发光装置面322设置依据本实用新型而分布的网点36时，由于网点36在该底面322的投影面积和光出射表面321对应区域的光线导出强度成正比关系，恰恰可以实现该导光板32的整体均匀发光。

请参照图5，是采用本实用新型导光板的平面发光装置一实施方式的示意图，该平面发光装置包括导光板32和设置在其侧面的光源31，如多个发光二极管，在该导光板32底面322设置反射板或反射膜(图未示)。光线自光源31出射，进入导光板32后一部分光在底面322的网点36上进行扩散和反射，由底面322出射的光线因为该导光板32底面设置的反射板或反射膜而被反射回导光板32，从而可以实现该平面发光装置整体均匀发光。

本实用新型导光板的第二实施方式如图6和图7所示。该导光板42包括两光入射侧面423、一光出射表面421、光反射侧面424、一底面422和底面422上的网点46，其中，该导光板42是一矩形平板，该光出射表面421和底面422相对设置。该实施方式和第一实施方式大体相同，不同之处是该第二实施方式的光入射侧面423为两个，当然，光入射侧面423也可以多于两个，该两光入射侧面423附近都有坐标点47，其数目总计为6，当然，也可以是其它数值，而且，该网点46在该底面422的投影面积排布取决于该坐标点47数目和各坐标点47与该网点46的距离。

本实施方式导光板42用于平面发光装置时，如果在其底面422没有设置网点46，则其内光线导出强度离光源越远越弱，导光板位于光源间的部分发光相对较弱，没有光源的导光板侧边处发光强度也弱。而在该导光板42底面422设置依据本实用新型分布的网点46时，由于网点46在该底面422的投影面积和光出射表面421对应区域的光线导出强度成正比关系，恰恰可以实现该导光板42整体均匀发光。

请参阅图8，是本实用新型导光板第三实施方式的侧视图，该导光板52包括一光入射侧面523、一光出射表面521、光反射侧面524、一底面522和底面522上的网点56，其中，该导光板52是一楔形板，该光出射表面521和底面522相对设置，该网点56在该底面522上的投影面积分布和本实用新型第一实施方式相似。

当然，本实用新型导光板还可以是其它形状如弧形板、弯折板等，该网点也可以设置在本实用新型导光板的光出射表面上，该网点在该导光板底面上也可以为凹形，该坐标点也可以设置在该导光板的光入射侧面内。

上述导光板用于平面发光装置时，导光板边侧面内或外的坐标点处可以放置点光源，如发光二极管。

Claims (10)

1.一种导光板，其包括：一第一表面、一与该第一表面相对的第二表面、多个边侧面、许多扩散单元，该第二表面是光出射表面，该多个边侧面至少一个为光入射侧面，该扩散单元设置于该第一表面，其特征在于：各扩散单元对于该导光板第一表面的投影面积和其与该多个边侧面内或外的至少一坐标点的距离倒数平方成正比。

2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于：该导光板大致成平板形、楔形、弯折形或弧形。

3.如权利要求2所述的导光板，其特征在于：该扩散单元在该导光板第一表面上是凸形或凹形。

4.如权利要求3所述的导光板，其特征在于：该扩散单元在该导光板第一表面的投影是圆形、椭圆形或多边形。

5.如权利要求4所述的导光板，其特征在于：该扩散单元是圆球面体、椭圆体或多面体。

6.如权利要求5所述的导光板，其特征在于：该扩散单元形状大致相同。

7.如权利要求6所述的导光板，其特征在于：该扩散单元是矩阵排列。

8.如权利要求7所述的导光板，其特征在于：该第一表面和该扩散单元是一体成型。

9.如权利要求8所述的导光板，其特征在于：该扩散单元在该第一表面的投影是圆形，其半径R为： $R=r_0+k\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{(X-X_i)}^2+{(Y-Y_i)}^2}}$

其中，(X，Y)和(X_i，Y_i)属于一直角坐标系，分别为扩散单元和对应坐标点在该直角坐标系中的坐标，n为该坐标点数目，i为自然数，r₀和k为常数，对应于不同尺寸的导光板，不同的坐标点数和位置有不同的k值和r₀值。

10.一平面发光装置包括一点状光源，其特征在于：其包括一如权利要求1至9任一项所述的导光板，该点状光源设置于该导光板光入射侧面一侧，该导光板耦合该点状光源而成为均匀发光的面光源。

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