WO2018032914A1 - 导光板、背光模组及显示装置 - Google Patents

导光板、背光模组及显示装置 Download PDF

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Definitions

  • a backlight module is further provided, and such a backlight module includes the light guide plate described in any of the above embodiments.
  • a display device includes the above backlight module.
  • the first surface 1 further includes a light source bright area 6 and a light source dark area 5, wherein the light source dark area 5 is located on a side of the light source bright area 6 away from the first side surface 3, that is, in the figure, the light source dark area 5 is located in the light source bright area 6 On the right side.
  • an optical structure for changing the angle at which light is emitted from the first surface 1 is provided on the dark region 5 of the light source (refer to FIGS. 2-4).
  • the above optical structure may be selected in a plurality of specific configurations as long as the angle at which light is emitted from the dark area 5 of the light source on the first surface 1 can be changed to improve light utilization.
  • the optical structure is selected to be a curved surface structure 10 that is recessed inside the body of the light guide.
  • the curved structure 10 assumes an axisymmetric structure with the second axis 20 as an axis of symmetry.
  • the portions of the curved structure 10 on either side of the second axis 20 will have the same light extraction rate, thereby ensuring uniformity of the outgoing light from the dark region 5 of the light source.
  • the direction of incidence of the light is indicated by a thick arrow in the figure.
  • the dot structure may be designed to be more and more dense along the first direction.
  • the backlight module further includes the light guide plate described in any of the above embodiments.
  • a light guide plate includes a light guide plate main body, and an optical structure for changing an angle at which light is emitted from the light exit surface is further provided in a dark area of the light source on the light exit surface of the light guide plate main body.
  • the arrangement of such an optical structure changes the angle at which light exits the light exiting surface, thereby breaking The total reflection of light in the light guide plate propagates. As a result, more light is emitted from the light exit surface, thereby improving light utilization and avoiding display dark areas of the side-entry backlight.

Abstract

一种导光板和包括导光板的背光模组和显示装置。导光板包括导光板主体。在导光板中，导光板主体包括：作为出光面的第一表面（1）、与第一表面（1）相对设置的第二表面（2）、以及与第一表面（1）相邻并且作为入光面的第一侧面（3）。进一步地，第一表面（1）还包括光源亮区（6）和光源暗区（5），其中光源暗区（5）位于光源亮区（6）远离第一侧面（3）的一侧。此外，在光源暗区（5）中还设有用于改变光线从第一表面（1）出射的角度的光学结构（10）。

Description

导光板、背光模组及显示装置
对相关申请的交叉引用
本申请要求2016年8月17日提交的中国专利申请201610682264.9的优先权，该中国专利申请以其整体通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及液晶产品的技术领域，并且具体地公开了导光板、背光模组及显示装置。
背景技术
背光源的出光均匀性为其品质好坏的一个重要参数。通常情况下，按照光学品质的要求，背光源的中心点辉度最高。对于侧入式背光源来说，中心辉度最高必然引起远离光源的一侧的辉度变低，从而在远离光源的一侧的中间部位形成暗区。即使在这样的暗区中网点结构排布到最密的状态，依然不能够提升光学辉度。
发明内容
为了解决上述技术问题，本公开提供了导光板、背光模组及显示装置。
根据本公开的第一方面，提供了一种导光板，包括导光板主体。具体地，在该导光板中，导光板主体包括：作为出光面的第一表面、与第一表面相对设置的第二表面、以及与第一表面相邻并且作为入光面的第一侧面。进一步地，第一表面还包括光源亮区和光源暗区，其中光源暗区位于光源亮区远离第一侧面的一侧。此外，在光源暗区中还设有用于改变光线从第一表面出射的角度的光学结构。
进一步地，在具体实施例中，导光板主体还包括与第一侧面相对的第二侧面。
进一步地，在具体实施例中，光学结构包括向导光板主体内部凹入的曲面结构。
进一步地，在具体实施例中，曲面结构的凹入深度在从第一侧面到第二侧面的第一方向上逐渐增大。如本领域技术人员将理解到，此 处的“凹入深度”是指曲面结构凹入到导光板主体内部的深度。
进一步地，在具体实施例中，光源亮区位于第一表面的中心位置。此外，在从第一侧面到第二侧面的第一方向上，光源亮区和导光板主体都具有第一宽度，其中光源亮区的第一宽度为导光板主体的第一宽度的1/5～4/5。同样，在与第一方向垂直的第二方向上，光源亮区和导光板主体都具有第二宽度，其中光源亮区的第二宽度为导光板主题的第二宽度的1/5～4/5。
进一步地，在具体实施例中，在从第一侧面到第二侧面的第一方向上，曲面结构和第一表面均具有对称轴，并且这两个对称轴重合。
进一步地，在具体实施例中，第二表面上还设有用于改变光线从第一表面出射的角度的网点结构。
进一步地，在从第一侧面到第二侧面的第一方向上，上述网点结构的分布密度还逐渐递增。
进一步地，在具体实施例中，上述导光板主体一体注塑成型。
进一步地，在具体实施例中，上述导光板主体由聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯制成。
根据本公开的第二方面，还提供一种背光模组，并且这样的背光模组包括以上任一个实施例中描述的导光板。
根据本公开的第三方面，还提供一种显示装置，并且这样的显示装置包括上述背光模组。
附图说明
图1图示了根据本公开的实施例的导光板的主视图；
图2图示了根据本公开的实施例的导光板的侧视图；
图3图示了根据本公开的实施例的导光板的俯视图；以及
图4图示了根据本公开的实施例的导光板中的光路原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的特征和原理进行详细说明。需要指出的是，所举实施例仅用于解释本公开，并非以此限定本公开的保护范围。
如图1-4所示，本公开的实施例提供了一种导光板。具体地，该导光板包括导光板主体。这样的导光板主体具体包括：作为出光面的第 一表面1、与第一表面1相对设置的第二表面2、与第一表面1相邻并且作为入光面的第一侧面3、以及与第一侧面相对的第二侧面(即，图中所示的右侧面4)。另外，第一表面1还包括光源亮区6和光源暗区5，其中光源暗区5位于光源亮区6远离第一侧面3的一侧，即在图中光源暗区5位于光源亮区6的右侧。进一步地，在光源暗区5上还设有用于改变光线从所述第一表面1出射的角度的光学结构(参照图2-4所示)。
根据本公开的实施例，光学结构的设置改变了光线从第一表面1出射的角度，从而打破了光线在导光板内的全反射传播。这样，允许更多的光线从第一表面1出射，从而提高了光线利用率，并且避免了侧入式背光源的暗区问题。
根据具体示例，上述光学结构可以选择为多种具体结构，只要能够改变光线从第一表面1上的光源暗区5出射的角度以提高光线利用率即可。在当前实施例中，光学结构选取为向导光板主体内部凹入的曲面结构10。
如图1所示，第一表面1上的光源暗区5沿着与第一表面1垂直的X方向凹入，从而形成曲面结构10。相比于导光板主体中其它区域上的平面结构，向导光板主体内部凹入的曲面结构10能够改变光线从第一表面1出射的角度。这样，光线从第一表面1上的光源暗区5出射的角度将大于或小于全反射临界角，从而增加了从光源暗区5出射的光线量，并且提高了光线利用率。以此方式，在导光板上的光源暗区5中所获得的亮度得以增加，从而解决了侧入式背光源中由于距光源较远而产生暗区的问题。另外，向导光板主体内部凹入的曲面结构10还起到聚光的作用，这进一步地提高了光源暗区5的亮度。
根据具体实施例，上述曲面结构10可以在导光板主体制作完成之后再单独进行制作。当然，作为可替换方式，曲面结构10也可以与导光板本体一体注塑成型。为了节省工序，在当前实施例中，导光板主体一体注塑成型。在这样的情况下，只需要在用于形成导光板本体的注塑成型模具上设置用于得到曲面结构的外凸曲面，曲面结构即可与导光板主体一体注塑成型。此时，该外凸曲面的位置与第一表面1上的光源暗区5的位置相对应。
在当前实施例中，曲面结构10的凹入深度在从第一侧面3到第二 侧面3′的第一方向(即图1中所示的Y方向)上逐渐增大。
图2为图1中的导光板的侧视图。在该图中，曲面结构10向导光板主体凹入的深度(即曲面结构10在X方向上的深度)优选为导光板本体的厚度的一半，但并不以此为限。
图4示意性地示出了根据本公开的实施例的导光板中的光线传播路径，其中粗箭头指示光线入射方向，并且细箭头指示在导光板本体内传播并且从曲面结构10出射的光线。此外，图4还示出了图3中的导光板沿A-A的截面示意图。由此可见，随着曲面结构10的深度的增加，越来越多的光线将从光源暗区5出射。
典型地，在侧入式背光源中，光源设置于导光板主体的第一侧面3，并且在从第一侧面3到第二侧面3′的第一方向上，距离第一侧面3越远，即距离光源越远，导光板的光学辉度就越低。针对这一现象，在当前实施例中，将曲面结构10的凹入深度设计为在从第一侧面3到第二侧面3′的第一方向上逐渐增大。也就是说，在上述第一方向上，随着距离光源越远，曲面结构10的曲率变得越大，由此保证了导光板出光面的光学均匀性。
在当前实施例中，作为示例，光源亮区6位于导光板主体的第一表面1的中心部位。进一步地，在从第一侧面3到第二侧面3′的第一方向Y上，光源亮区6的第一宽度为导光板主体的第一宽度的1/5～4/5。此外，类似地，在与第一方向垂直的第二方向上，光源亮区6的第二宽度为导光板主体的第二宽度的1/5～4/5。
根据具体实施例，在从第一侧面1到第二侧面3′的第一方向Y上，曲面结构10与第一表面1具有相互重合的轴线20。
在这样的情况下，如图3所示，曲面结构10以第二轴线20为对称轴而呈现轴对称结构。这样，曲面结构10位于第二轴线20两侧的部分将具有相同的出光率，由此保证了来自光源暗区5的出射光线的均匀性。此处要指出的是，在图中利用粗箭头指示光线的入射方向。
虽然在图3中将曲面结构10的宽度示为不变的，但是需要说明的是，在实际使用中，曲面结构10的宽度可以随着光源暗区5的宽度而发生变化。作为示例，曲面结构10的宽度可以沿着Z方向逐渐变宽，或者可以是不规则的变化，在此并不做限制。
需要强调的是，本实施例中的示例并不代表对光源亮区6和光源 暗区5的具体位置的任何限制，并且它们的具体定位可以根据实际需要来选择。
根据具体实施例，曲面结构10的表面可以是光滑面也可以是粗糙面。在曲面结构10的表面为光滑面的情况下，与曲面结构10对应的显示区域的显示效果比较好。相反地，当曲面结构10的表面为粗糙面时，与曲面结构10对应的显示区域的亮度将比较高，并且可以根据实际需要来设定。
根据另外的具体实施例，第二表面上还设有用于改变光线从第一表面1出射的角度的网点结构。
这样的网点结构的作用在于，将光线打散以打破光线在导光板内的全反射。由此，使得光线尽可能多地从出光面出射，并且提高了光线的利用率。
进一步地，在从第一侧面3到第二侧面3′的第一方向Y上，网点结构的分布密度逐渐递增。
由于距离光源越远，所以导光板的相应出光面的辉度将越低。在这样的情况下，为了保证导光板的出光均匀性，可以将网点结构设计为沿着第一方向而越来越密集。
在具体实施例中，导光板主体的材质可以选择为聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
根据本公开的另一方面，还提供了一种背光模组，包括以上任一个实施例中所述的导光板。
这样的导光板包括导光板主体，并且在导光板主体的出光面上的光源暗区中还设有用于改变光线从出光面出射的角度的光学结构。这样的光学结构的设置改变了光线从出光面出射的角度，从而打破了光线在导光板内的全反射传播。这样，使得更多的光线从出光面出射，由此提高了光线利用率，并且避免了侧入式背光源的显示暗区。
根据本公开的又一方面，还提供了一种显示装置，包括上述背光模组。
在这样的实施例中，背光模组还包括以上任一个实施例中所述的导光板。这样的导光板包括导光板主体，并且在导光板主体的出光面上的光源暗区中还设有用于改变光线从出光面出射的角度的光学结构。这样的光学结构的设置改变了光线从出光面出射的角度，从而打破了 光线在导光板内的全反射传播。由此，使得更多的光线从出光面出射，从而提高了光线利用率，并且避免了侧入式背光源的显示暗区。
以上所述仅为本公开的较佳实施例。需要说明的是，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本公开的原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，并且这些改进和润饰也应视为落入本公开的保护范围。

Claims (11)

  1. 一种导光板，包括导光板主体，所述导光板主体包括：
    作为出光面的第一表面；
    与所述第一表面相对设置的第二表面；以及
    与所述第一表面相邻并且作为入光面的第一侧面，其中
    所述第一表面包括光源亮区和光源暗区，所述光源暗区位于所述光源亮区远离所述第一侧面的一侧，并且
    在所述光源暗区中设有用于改变光线从所述第一表面出射的角度的光学结构。
  2. 根据权利要求1所述的导光板，其中
    所述光学结构包括向所述导光板主体内部凹入的曲面结构。
  3. 根据权利要求2所述的导光板，其中
    所述导光板主体还包括与所述第一侧面相对设置的第二侧面，并且
    所述曲面结构的凹入深度在从所述第一侧面到所述第二侧面的第一方向上逐渐增大。
  4. 根据权利要求2所述的导光板，其中
    所述导光板主体还包括与所述第一侧面相对设置的第二侧面，
    所述光源亮区位于所述第一表面的中心位置处，
    在从所述第一侧面到所述第二侧面的第一方向上，所述光源亮区的第一宽度为所述导光板主体的第一宽度的1/5～4/5，并且
    在与所述第一方向垂直的第二方向上，所述光源亮区的第二宽度为所述导光板主体的第二宽度的1/5～4/5。
  5. 根据权利要求2所述的导光板，其中
    所述导光板主体还包括与所述第一侧面相对设置的第二侧面，并且
    在从所述第一侧面到所述第二侧面的第一方向上，所述曲面结构与所述第一表面具有共同的对称轴。
  6. 根据权利要求1所述的导光板，其中
    所述第二表面上设有用于改变光线从所述第一表面出射的角度的网点结构。
  7. 根据权利要求6所述的导光板，其中
    所述导光板主体还包括与所述第一侧面相对设置的第二侧面，并且
    在从所述第一侧面到所述第二侧面的第一方向上，所述网点结构的分布密度逐渐递增。
  8. 根据权利要求1-6中任一项所述的导光板，其中
    所述导光板主体一体注塑成型。
  9. 根据权利要求1所述的导光板，其中
    所述导光板主体由聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯制成。
  10. 一种背光模组，包括权利要求1-9中任一项所述的导光板。
  11. 一种显示装置，包括权利要求10所述的背光模组。
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