CN104181634A - 导光板、背光模组以及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的导光板、背光模组以及显示装置，其中，本发明的导光板，导光板的入光面上设置有微结构，微结构包括多个密集排列的单元。本发明的背光模组，包括导光板以及位于导光板的一侧边的外部的光源，导光板为本发明的导光板。本发明的显示装置，包括本发明的背光模组。本发明的技术方案，通过在背光模组导光板的入光面设置微结构以增加LED发出的光进入导光板的扩散角，从而增加混光效果，使背光模组有更好的出光效果，有效地防止背光模组入光侧中出现的明暗相间现象。本发明的技术方案，导光板的入光面做凸起的或者凹陷的点状微结构，利用微结构对光的散射作用，增加入射光线的扩散角，增强混光，使背光模组有更好的出光效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制来自独立光源的器件，特别是涉及一种导光板、背光模组以及显示装置。
背景技术
随着显示器技术的迅速发展，作为显示设备的一种的液晶显示器(LCD)已经成为平板显示领域的主流。LCD是通过两片导电玻璃形成的电场驱动其间的液晶来实现显示的，由于液晶本身并不发光，因此LCD需要通过外部光源实现透射或反射显示。现有的LCD大多数是透射型的，对于透射型LCD，背光模组是不可或缺的组成部分。
LCD背光模组依据光源的位置不同分为侧光式背光模组和直下式背光模组。
侧光式背光模组主要包括冷阴极荧光管或发光二极管制成的线形光源和导光板。导光板主要功能是藉由光散乱原理将入射的线形光转换成平面光。导光板是聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯材质的板块。通过网印、激光、挤压、注塑等方式印上扩散点，线形光源位于导光板的一侧边外部，线形光源所发出的光向导光板另一端传导，当光线射到扩散点时，反射光会往各个角度扩散，然后由导光板的正面射出。
在背光模组中，一般均会存在入光侧背光模组亮度不均匀的现象，为了解决这一现象，往往会增加入光面到有效发光区的距离，或者增加LED等的数量，或者在入光面做锯齿等微结构。第一种增加入光面到有效发光区的距离，虽然，有效地增加了混光效果，均一性好，但是其会增加背光模组和最终产品边框的宽度，不利于目前产品窄边框等设计要求。第二种增加LED的数量，会解决混光效果问题，但是，还增加背光模组成本。第三种增加锯齿也会有很好的效果，但是目前随着窄边框的制作要求，简单的锯齿结构已经无法满足需求，需要更进一步的提高混光效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、混光更为均匀的导光板、背光模组以及显示装置。
本发明的导光板，所述导光板的入光面上设置有微结构，所述微结构包括多个密集排列的单元。
本发明的导光板，其中，所述单元包括第一子单元以及多个环绕所述第一子单元的第二子单元，所述第二子单元的面积小于所述第一子单元，所述第二子单元与两侧相邻第二子单元之间的距离相等。
本发明的导光板，其中，所述第一子单元、第二子单元为突出于所述导光板的表面的凸起和/或凹槽，所述凸起或所述凹槽包括第一端面。
本发明的导光板，其中，所述单元包括第三子单元以及设置于所述第三子单元的内部的第四子单元，所述第四子单元的面积小于所述第三子单元。
本发明的导光板，其中，所述第三子单元、第四子单元为突出于所述导光板的表面的凸起和/或凹槽，所述凸起或所述凹槽包括第一端面。
本发明的导光板，其中，所述单元为突出于所述导光板的表面的凸起或凹槽，所述凸起或所述凹槽包括第一端面。
本发明的导光板，其中，所述第一端面包括向远离所述导光板的入光面一侧突出的环状球冠面以及围绕所述环状球冠面的边缘的侧壁，所述侧壁与所述环状球冠面之间形成背离所述导光板的入光面一侧凹陷的沟槽。
本发明的导光板，其中，所述导光板的入光面上的设置有微结构的区域中，单元排列的密度由中部向两端递减，单元的面积由中部向两端递减。
本发明的导光板，其中，多个所述单元沿竖直方向排列形成多个单元队列，多个单元队列横向等距排列于所述区域中，所述单元队列中的单元排列的密度由单元队列的中部向单元队列的两端递减，所述单元队列中的单元的面积由单元队列的中部向单元队列的两端递减，所述单元队列中的每一所述单元与两侧相邻单元队列中对应的单元在一条横向直线上。
本发明的导光板，其中，多个所述单元沿竖直方向排列形成多个单元队列，多个单元队列横向等距排列于所述区域中，所述单元队列中的单元排列的密度由单元队列的中部向单元队列的两端递减，所述单元队列中的单元的面积由单元队列的中部向单元队列的两端递减，所述单元队列中的所述单元与相邻单元队列中的所述单元交错排列。
本发明的导光板，其中，多个所述单元排列形成多个单元列阵，多个单元列阵呈规律性排列。
本发明的导光板，其中，所述单元列阵中，多个单元排列形成多个逐一嵌套的单元环，相邻单元环之间的距离由外向内逐渐减小，所述单元环中，相邻单元之间的距离相等，单元环的相邻单元之间的距离由外向内逐渐减小，多个单元环中的单元的面积由外向内逐渐增大。
本发明的导光板，其中，所述单元列阵包括四个子列阵，每一子列阵中，单元排列形成多个平行等距排列的圆弧列，四个子列阵中，第一子列阵与第二子列阵以竖直线为轴左右对称，第一子列阵、第三子列阵以横直线为轴上下对称，第二子列阵、第四子列阵以横直线为轴上下对称，第一子列阵的圆弧列向第二子列阵所在方向凸出。
本发明的导光板，其中，多个所述单元排列形成多个单元集合，每一单元集合包括一单元以及环绕所述单元的多个单元，环绕所述单元的多个单元之中相邻单元的距离相等，多个所述单元集合排列形成多个等距排列的单元集合队列，所述单元集合队列中的相邻单元集合的距离相等，单元集合队列中的每一所述单元集合与两侧相邻单元集合队列中对应的单元集合在一条横向直线上。
本发明的导光板，其中，所述单元包括第一单元、第二单元、第三单元、第四单元、第五单元，所述微结构中，所述第二单元位于所述第一单元内部，多个所述第三单元形成环绕所述第一单元的第一单元环，多个所述第四单元形成环绕所述第三单元环的第二单元环，多个所述第五单元形成多个分别环绕每一所述第四单元的第三单元环，所述第一单元的面积、所述第四单元的面积、所述第二单元的面积、所述第三单元的面积、所述第五单元的面积依次减小。
本发明的背光模组，包括导光板以及位于所述导光板的一侧边的外部的光源，所述导光板为本发明的导光板。
本发明的显示装置，包括本发明的背光模组。
本发明的技术方案，通过在背光模组导光板的入光面设置微结构以增加LED发出的光进入导光板的扩散角，从而增加混光效果，使背光模组有更好的出光效果，有效地防止背光模组入光侧中出现的明暗相间现象。
本发明的技术方案，导光板的入光面做凸起的或者凹陷的点状微结构，利用微结构对光的散射作用，增加入射光线的扩散角，增强混光，使背光模组有更好的出光效果。
附图说明
图1为本发明的背光模组的结构示意图；
图2为本发明的导光板的实施例一中的单元的结构示意图；
图3为本发明的导光板的实施例一中的单元的排列示意图；
图4为本发明的导光板的实施例二中的单元的排列示意图；
图5为本发明的导光板的实施例三中的单元的排列示意图；
图6为本发明的导光板的实施例四中的单元的排列示意图；
图7为本发明的导光板的实施例五中的单元的排列示意图；
图8为本发明的导光板的实施例六中的单元的排列示意图；
图9为本发明的导光板的实施例七中的单元的排列示意图；
图10为本发明的导光板的实施例八中的单元的结构示意图；
图11为本发明的导光板的实施例九中的单元的结构示意图；
图12为本发明的导光板的实施例十中的单元的结构示意图；
图13为本发明的导光板的实施例十一中的单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例一
如图1所示，本发明的背光模组，包括导光板1以及位于所述导光板1的一侧边的外部的光源2，导光板1为本发明的导光板。
本发明的导光板，导光板的入光面上设置有微结构10，微结构10包括多个密集排列的单元11。
结合图2所示，本发明的导光板的实施例，其中，单元11为突出于导光板的表面的凸起，所述包括第一端面。
本发明的导光板的实施例，其中，第一端面12包括向远离所述导光板的入光面18一侧突出的环状球冠面14以及围绕环状球冠面14的边缘的侧壁15，侧壁15与环状球冠面14之间形成背离所述导光板的入光面18一侧凹陷的沟槽13。
结合图3所示，本发明的导光板的实施例，其中，导光板的入光面上的设置有微结构10的区域中，单元11排列的密度由中部向两端递减，单元11的面积由中部向两端递减。
本发明的导光板的实施例，其中，多个单元11沿竖直方向排列形成多个单元队列5，多个单元队列5横向等距排列于区域中，单元队列5中的单元11排列的密度由单元队列的中部向单元队列的两端递减，单元队列中的单元的面积由单元队列的中部向单元队列的两端递减，单元队列中的单元与相邻单元队列中的单元交错排列。
实施例二
结合图4所示，本发明的导光板的实施例与实施例一的导光板的区别在于多个单元11的排列结构的不同。
本发明的导光板的实施例，其中，多个单元11沿竖直方向排列形成多个单元队列5，多个单元队列5横向等距排列于区域中，单元队列5中的单元排列的密度由单元队列的中部向单元队列的两端递减，单元队列5中的单元的面积由单元队列的中部向单元队列的两端递减，单元队列5中的每一单元与两侧相邻单元队列中对应的单元在一条横向直线上。
实施例三
结合图5所示，本发明的导光板的实施例与上述实施例的导光板的区别在于多个单元11的排列结构的不同。
本发明的导光板的实施例，其中，多个单元11排列形成多个单元列阵6，多个单元列阵6呈规律性排列。上述规律性排列包括多个单元列阵6横向直线排列、竖向直线排列、倾斜直线排列等。
所述单元列阵中，多个单元排列形成多个逐一嵌套的单元环，相邻单元环之间的距离由外向内逐渐减小，所述单元环中，相邻单元之间的距离相等，单元环的相邻单元之间的距离由外向内逐渐减小，多个单元环中的单元的面积由外向内逐渐增大。
本发明的导光板的实施例，其中，单元列阵6中，多个单元11排列形成多个逐一嵌套的椭圆环，相邻椭圆环之间的距离由外向内逐渐减小，椭圆环中，相邻单元之间的距离相等，椭圆环的相邻单元之间的距离由外向内逐渐减小。多个椭圆环中的单元的面积由外向内逐渐增大。
实施例四
结合图6所示，本发明的导光板的实施例与上述实施例的导光板的区别在于多个单元11的排列结构的不同。
本发明的导光板的实施例，其中，单元列阵6中，多个单元11排列形成多个逐一嵌套的矩形环，相邻矩形环之间的距离由外向内逐渐减小，矩形环中，相邻单元之间的距离相等，矩形环的相邻单元之间的距离由外向内逐渐减小，矩形环中，单元的面积相等，多个矩形环中的单元的面积由外向内逐渐增大。
实施例五
结合图7所示，本发明的导光板的实施例与上述实施例的导光板的区别在于多个单元11的排列结构的不同。
本发明的导光板的实施例，其中，单元列阵6包括四个子列阵，每一子列阵中，单元排列形成多个平行等距排列的圆弧列，四个子列阵中，第一子列阵61与第二子列阵62以竖直线Y为轴左右对称，第一子列阵61、第三子列阵63以横直线X为轴上下对称，第二子列阵62、第四子列阵64以横直线X为轴上下对称，第一子列阵61的圆弧列向第二子列阵62所在方向凸出。
实施例六
结合图8所示，本发明的导光板的实施例与上述实施例的导光板的区别在于多个单元11的排列结构的不同。
本发明的导光板的实施例，其中，多个单元11排列形成多个单元集合7，每一单元集合7包括一单元以及环绕单元的多个单元，环绕单元的多个单元之中相邻单元的距离相等，多个单元集合排列形成多个等距排列的单元集合队列8，单元集合队列8中的相邻单元集合的距离相等，单元集合队列中的每一单元集合与两侧相邻单元集合队列中对应的单元集合在一条横向直线上。
实施例七
结合图9所示，本发明的导光板的实施例与上述实施例的导光板的区别在于多个单元11的排列结构的不同。
本发明的导光板的实施例，其中，单元11包括第一单元21、第二单元22、第三单元23、第四单元24、第五单元25，微结构10中，第二单元22位于第一单元21内部，多个第三单元23形成环绕第一单元21的第一单元环，多个第四单元24形成环绕第三单元环23的第二单元环，多个第五单元25形成多个分别环绕每一第四单元24的第三单元环，第一单元21的面积、第四单元24的面积、第二单元22的面积、第三单元23的面积、第五单元25的面积依次减小。
实施例八
结合图10所示，本发明的导光板的实施例与上述实施例的导光板的区别在于单元11的具体结构的不同。
本发明的导光板的实施例，其中，单元11为向导光板的内部凹陷的凹槽。所述凹槽的结构与实施例一中凸起的结构近似。所述凹槽包括第一端面12，第一端面12包括向远离所述导光板的入光面18一侧突出的环状球冠面14以及围绕环状球冠面14的边缘的侧壁15，侧壁15与环状球冠面14之间形成背离所述导光板的入光面18一侧凹陷的沟槽13。
实施例九
结合图11所示，本发明的导光板的实施例与上述实施例的导光板的区别在于单元11的具体结构的不同。
本发明的导光板的实施例，其中，单元11包括第一子单元41以及多个环绕第一子单元41的第二子单元42，第二子单元42的面积小于第一子单元41，第二子单元与两侧相邻第二子单元之间的距离相等。
本发明的导光板的实施例，其中，第一子单元、第二子单元均为突出于导光板的表面的凸起或均为向导光板的内部凹陷的凹槽，所述凸起或所述凹槽包括第一端面。
本发明的导光板的其他实施例中，第一子单元、第二子单元可以分别为突出于导光板的表面的凸起和向导光板的内部凹陷的凹槽，所述凸起或所述凹槽包括第一端面。
本发明的导光板的实施例，其中，所述凸起或所述凹槽结构与实施例一中凸起、实施例八中凹槽的结构近似。所述第一端面包括向远离所述导光板的入光面一侧突出的环状球冠面以及围绕所述环状球冠面的边缘的侧壁，所述侧壁与所述环状球冠面之间形成背离所述导光板的入光面一侧凹陷的沟槽。
实施例十
结合图12所示，本发明的导光板的实施例与上述实施例的导光板的区别在于单元11的具体结构的不同。
本发明的导光板的实施例，其中，单元11包括第三子单元43以及设置于第三子单元43的内部的第四子单元44，第四子单元44的面积小于第三子单元43的面积。
本发明的导光板的实施例，其中，第三子单元43、第四子单元44均为突出于导光板1的表面的凸起。
实施例十一
结合图13所示，本发明的导光板的实施例与上述实施例的导光板的区别在于单元11的具体结构的不同。
本发明的导光板的实施例，其中，第三子单元43、第四子单元44均为向导光板1的内部凹陷的凹槽。
本发明的导光板的其他实施例中，第三子单元可以为向导光板的内部凹陷的凹槽，第四子单元可以为向外突出的凸起。
本发明的导光板的其他实施例中，第三子单元可以为突出于导光板的表面的凸起，第四子单元可以为向导光板的内部凹陷的凹槽。
本发明的导光板的实施例中，凸起的结构或凹槽的结构都可以是如实施例一或实施例八中带有环状球冠面的凸起结构或凹槽结构。
本发明的导光板的实施例中，所述凸起或所述凹槽包括第一端面，所述第一端面包括向远离所述导光板的入光面一侧突出的环状球冠面以及围绕所述环状球冠面的边缘的侧壁，所述侧壁与所述环状球冠面之间形成背离所述导光板的入光面一侧凹陷的沟槽。
上述本发明的导光板的实施例中，上述不同结构的单元11均可以分别应用于实施例一、实施例二、实施例三、实施例四、实施例五、实施例六、实施例七中。
本发明的显示装置，包括本发明的背光模组。
本发明的导光板，所述导光板的入光面上设置有微结构，所述微结构包括多个密集排列的单元。上述密集排列可以解释为单元间距小于1mm。
本发明的技术方案，通过在背光模组导光板的入光面设置微结构以增加LED发出的光进入导光板的扩散角，从而增加混光效果，使背光模组有更好的出光效果，有效地防止背光模组入光侧中出现的明暗相间现象。
本发明在导光板的入光面做凸起的或者凹陷的点状微结构，利用微结构对光的散射作用，增加入射光线的扩散角，增强混光，使背光模组有更好的出光效果。
试验表明，上述实施例的导光板均使使背光模组的出光效果得以明显改善。同时进一步实验表明，微结构的尺寸大小对背光模组的出光效果影响比较大。在保证背光模组有好的出光效果的条件下，凸起的或者凹陷的点状微结构对微结构的尺寸的要求也不一样。
在实验和模拟中还发现，单元的间距和大小与实验效果有很大的关系。
当单元间距小于0.01mm的时候，保持单元尺寸不变，继续减小单元之间的间距会发现，光线的扩散角越来越小，效果越来越不好；同样的条件，当单元的间距大于0.1mm的时候，增加间距，光线的扩散角也会越来越小，效果越不好；当单元间距不变的时候，改变单元的半径和高度会发现：(1)当单元的半径从无穷小增加至0.2mm过程中扩散角会越来越大，效果越来越好，过了0.2mm就没有明显的提升效果，且发现单元半径在0.08-0.15mm之间效果会比较好；(2)单元的高度从无穷小增加至0.1mm的过程中，效果会比较好，过了这个界限效果反而会下降，甚至不如无微结构时的效果好。
由以上得知这种微结构的单元间距在0.01-0.1mm之间比较好，半径在0.08-0.15mm效果比较好，高度或深度在0.09-0.12效果比较好。
在实验和模拟中发现，在2.6寸的背光模组中，导光板长66.3mm，宽14.1mm，6颗LED，长边入光，LED距离两边均为6mm，导光板入光面到有效发光区的距离为1.72mm。应用本发明的实施例九、实施例十、实施例十一、实施例十二、实施例十三之后发现均不存在光点现象，光学品位很好。
在研究中发现，在所有的微结构的单元的排列方式中，复式排列微结构的效果要比单式排列的微结构的效果更好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (17)
1.一种导光板，其特征在于，所述导光板的入光面上设置有微结构，所述微结构包括多个密集排列的单元。
2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述单元包括第一子单元以及多个环绕所述第一子单元的第二子单元，所述第二子单元的面积小于所述第一子单元，所述第二子单元与两侧相邻第二子单元之间的距离相等。
3.根据权利要求2所述的导光板，其特征在于，所述第一子单元、第二子单元为突出于所述导光板的表面的凸起和/或凹槽，所述凸起或所述凹槽包括第一端面。
4.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述单元包括第三子单元以及设置于所述第三子单元的内部的第四子单元，所述第四子单元的面积小于所述第三子单元。
5.根据权利要求4所述的导光板，其特征在于，所述第三子单元、第四子单元为突出于所述导光板的表面的凸起和/或凹槽，所述凸起或所述凹槽包括第一端面。
6.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述单元为突出于所述导光板的表面的凸起或凹槽，所述凸起或所述凹槽包括第一端面。
7.根据权利要求3、5或6任一项所述的导光板，其特征在于，所述第一端面包括向远离所述导光板的入光面一侧突出的环状球冠面以及围绕所述环状球冠面的边缘的侧壁，所述侧壁与所述环状球冠面之间形成背离所述导光板的入光面一侧凹陷的沟槽。
8.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述导光板的入光面上的设置有微结构的区域中，单元排列的密度由中部向两端递减，单元的面积由中部向两端递减。
9.根据权利要求8所述的导光板，其特征在于，多个所述单元沿竖直方向排列形成多个单元队列，多个单元队列横向等距排列于所述区域中，所述单元队列中的单元排列的密度由单元队列的中部向单元队列的两端递减，所述单元队列中的单元的面积由单元队列的中部向单元队列的两端递减，所述单元队列中的每一所述单元与两侧相邻单元队列中对应的单元在一条横向直线上。
10.根据权利要求8所述的导光板，其特征在于，多个所述单元沿竖直方向排列形成多个单元队列，多个单元队列横向等距排列于所述区域中，所述单元队列中的单元排列的密度由单元队列的中部向单元队列的两端递减，所述单元队列中的单元的面积由单元队列的中部向单元队列的两端递减，所述单元队列中的所述单元与相邻单元队列中的所述单元交错排列。
11.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，多个所述单元排列形成多个单元列阵，多个单元列阵呈规律性排列。
12.根据权利要求11所述的导光板，其特征在于，所述单元列阵中，多个单元排列形成多个逐一嵌套的单元环，相邻单元环之间的距离由外向内逐渐减小，所述单元环中，相邻单元之间的距离相等，单元环的相邻单元之间的距离由外向内逐渐减小，多个单元环中的单元的面积由外向内逐渐增大。
13.根据权利要求11所述的导光板，其特征在于，所述单元列阵包括四个子列阵，每一子列阵中，单元排列形成多个平行等距排列的圆弧列，四个子列阵中，第一子列阵与第二子列阵以竖直线为轴左右对称，第一子列阵、第三子列阵以横直线为轴上下对称，第二子列阵、第四子列阵以横直线为轴上下对称，第一子列阵的圆弧列向第二子列阵所在方向凸出。
14.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，多个所述单元排列形成多个单元集合，每一单元集合包括一单元以及环绕所述单元的多个单元，环绕所述单元的多个单元之中相邻单元的距离相等，多个所述单元集合排列形成多个等距排列的单元集合队列，所述单元集合队列中的相邻单元集合的距离相等，单元集合队列中的每一所述单元集合与两侧相邻单元集合队列中对应的单元集合在一条横向直线上。
15.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述单元包括第一单元、第二单元、第三单元、第四单元、第五单元，所述微结构中，所述第二单元位于所述第一单元内部，多个所述第三单元形成环绕所述第一单元的第一单元环，多个所述第四单元形成环绕所述第三单元环的第二单元环，多个所述第五单元形成多个分别环绕每一所述第四单元的第三单元环，所述第一单元的面积、所述第四单元的面积、所述第二单元的面积、所述第三单元的面积、所述第五单元的面积依次减小。
16.一种背光模组，包括导光板以及位于所述导光板的一侧边的外部的光源，其特征在于，所述导光板为如权利要求1-15任一项所述的导光板。
17.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求16所述的背光模组。
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