CN105954828A - 导光板的制作方法、导光板和背光源 - Google Patents

导光板的制作方法、导光板和背光源 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种导光板的制作方法、导光板和背光源，其导光板包括入光面，该制作方法包括：在入光面上形成不规则锯齿结构；其中，不规则锯齿结构的获得包括以下步骤：基于导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算，而获得不规则锯齿结构的多个取样点；根据各个取样点之间的线性拟合关系，绘制连接各个取样点的曲线，该曲线即为不规则锯齿结构的形状。本发明提供的导光板的制作方法，其可以解决背光源两边的亮线，以及在背光源的LED灯前出现亮带的问题。

Description

导光板的制作方法、导光板和背光源
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种导光板的制作方法、导光板和背光源。
背景技术
对于中控机背光源和车载背光源，其导光板的入光面通常使用锯齿结构，如图1所示，为目前的导光板入光面的锯齿结构的形状图。由图可知，目前的锯齿结构是规则的，该锯齿本身对LED光源发出的光线可以起到发散作用，从而有助于解除LED灯的热点(Hotspot)不良现象。
但是，规则的锯齿结构会加重背光源两边的亮线，而且导致在背光源的LED灯前出现亮带。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种导光板的制作方法、导光板和背光源，其可以解决背光源两边的亮线，以及在背光源的LED灯前出现亮带的问题。
为实现本发明的目的而提供一种导光板的制作方法，所述导光板包括入光面，包括：
在所述入光面上形成不规则锯齿结构；其中，所述不规则锯齿结构的获得包括以下步骤：
基于所述导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算，而获得所述不规则锯齿结构的多个取样点；
根据各个取样点之间的线性拟合关系，绘制连接各个取样点的曲线，所述曲线即为所述不规则锯齿结构的形状。
其中，所述基于所述导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算的公式为：
其中，在所述导光板垂直于其入光面的平面上建立直角坐标系，Ly为所述不规则锯齿结构的各个取样点的纵坐标；所述取样点的横坐标为对应所述入光面的长度方向上的位置；
L为在满足所述目标辉度均匀度的背光源中的任意一个LED灯发出的光线中，与所述入光面相垂直的光线的长度，该长度为辉度等高线与所述LED灯之间的竖直间距，且设定L＝1；
c为以背光源中各个LED灯发出的任意一条光线建立的极坐标系的极角，c等于所述导光板的折射角；
C为变量，根据所述入光面的长度方向上的不同位置进行取值；
n1为空气的折射率，n1＝1；
n2为所述导光板的折射率。
优选的，所述导光板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯；n2＝1.48。
优选的，所述导光板的目标辉度均匀度被设置为：在所述导光板与所述入光面相垂直的表面上，中心区域的辉度为100％；其余区域的辉度为90％；
所述不规则锯齿结构包括：
第一锯齿部，设置在所述入光面的中心区域；
第二锯齿部，为两个，且分别设置在所述入光面位于所述中心区域两侧的边缘区域；
所述第二锯齿部的齿宽大于所述第一锯齿部的齿宽。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种导光板，包括入光面，在所述入光面上设置有不规则锯齿结构；其中，所述不规则锯齿结构采用以下方式获得：
基于所述导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算，而获得所述不规则锯齿结构的多个取样点；
根据各个取样点之间的线性拟合关系，绘制连接各个取样点的曲线，所述曲线即为所述不规则锯齿结构的形状。
优选的，所述基于所述导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算的公式为：
其中，在所述导光板垂直于其入光面的平面上建立直角坐标系，Ly为所述不规则锯齿结构的各个取样点的纵坐标；所述取样点的横坐标为各个所述LED灯发出的光线对应所述入光面的长度方向上的位置；
L为在满足所述目标辉度均匀度的背光源中的任意一个LED灯发出的光线中，与所述入光面相垂直的光线的亮度，且以该亮度为单位亮度，即，L＝1；
c为以背光源中各个LED灯发出的任意一条光线建立的极坐标系的极角，c等于所述导光板的折射角；
C为变量，根据所述入光面的长度方向上的不同位置进行取值；
n1为空气的折射率，n1＝1；
n2为所述导光板的折射率。
优选的，所述导光板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯；n2＝1.48。
优选的，所述导光板的目标辉度均匀度被设置为：在所述导光板与所述入光面相垂直的表面上，中心区域的辉度为100％；其余区域的辉度为90％；
所述不规则锯齿结构包括：
第一锯齿部，设置在所述入光面的中心区域；
第二锯齿部，为两个，且分别设置在所述入光面位于所述中心区域两侧的边缘区域；
所述第二锯齿部的齿宽大于所述第一锯齿部的齿宽。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种背光源，其包括本发明提供的上述导光板。
优选的，所述背光源为车载背光源或者中控机背光源。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的导光板的制作方法，其通过在导光板的入光面上形成不规则锯齿结构，该不规则锯齿结构是基于导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布获得的，从而可以避免出现背光源两边的亮线，以及在背光源的LED灯前出现亮带的问题。
本发明提供的导光板，其通过在导光板的入光面上设置有不规则锯齿结构，该不规则锯齿结构是基于导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布获得的，从而可以避免出现背光源两边的亮线，以及在背光源的LED灯前出现亮带的问题。
本发明提供的背光源，其通过采用本发明提供的上述导光板，可以避免出现背光源两边的亮线，以及在背光源的LED灯前出现亮带的问题。
附图说明
图1为目前的导光板入光面的锯齿结构的形状图；
图2为本发明提供的导光板的制作方法的流程框图；
图3为本发明实施例采用的目标辉度均匀度的分布图；
图4为以背光源中各个LED灯发出的任意一条光线建立的极坐标系图；
图5为绘制连接各个取样点的曲线的示意图；
图6本发明实施例获得的不规则锯齿结构的形状图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的导光板的制作方法、导光板和背光源进行详细描述。
本发明提供的导光板的制作方法，该导光板包括入光面，其包括：
在入光面上形成不规则锯齿结构。图2为本发明提供的导光板的制作方法的流程框图。请参阅图2，不规则锯齿结构的获得包括以下步骤：
S1，基于导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算，而获得不规则锯齿结构的多个取样点。
S2，根据各个取样点之间的线性拟合关系，绘制连接各个取样点的曲线，该曲线即为不规则锯齿结构的形状。
在步骤S1中，导光板的目标辉度均匀度是指，在不存在背光源两边的亮线，以及在背光源的LED灯前出现亮带的情况下，导光板的辉度分布。而背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布是根据该目标辉度均匀度来设计。
在步骤S2中，所谓线性拟合关系，是指用连续曲线近似地刻画或比拟平面上离散点组所表示的坐标之间的函数关系。
由上可知，只要满足导光板的目标辉度均匀度，就不存在背光源两边的亮线，以及在背光源的LED灯前出现亮带的情况，而上述不规则锯齿结构的形状是在满足导光板的目标辉度均匀度的前提条件下计算获得的，从而使用该不规则锯齿结构的形状的导光板入光面，即可达到避免出现背光源两边的亮线，以及在背光源的LED灯前出现亮带的目的。
下面对步骤S1中不规则锯齿结构的多个取样点的计算过程进行详细描述。具体地，以图3中示出的目标辉度均匀度的分布图为例，导光板1的目标辉度均匀度被设置为：在导光板1与其入光面101相垂直的表面上，中心区域A的辉度为100％；而围绕在该中心区域周围的其余区域B的辉度为90％。满足上述目标辉度均匀度的背光源中的任意一个LED灯2发出的多条光线的辉度等高线为曲线201。
取满足上述目标辉度均匀度的背光源中的任意一个LED灯2发出的光线中的任意一条光线203，建立极坐标系。图4为以背光源中各个LED灯发出的任意一条光线建立的极坐标系图。请参阅图4，在导光板1的入光面101上，即，图4中示出的界面，光线203发生折射。其中，n1为空气的折射率，n1＝1；n2为导光板1的折射率。该导光板1的材料通常为聚甲基丙烯酸甲酯，该材料的折射率n2＝1.48。
因此，各个LED灯2发出的光线发生折射的关系为：
n 2 n 1 = cos a cos b
由此推导出：
a = a r c c o s ( cos b × n 2 n 1 )
其中，a为光线的入射角；b为光线的折射角。
因为b＝c，由此推导出：
a = a r c c o s ( cos b × n 2 n 1 ) = a r c c o s ( cos c × n 2 n 1 )
其中，c为上述极坐标系的极角。
同时，在满足目标辉度均匀度的背光源中的任意一个LED灯2发出的光线中，与入光面101相垂直的光线202的长度L为辉度等高线201与LED灯2之间的竖直间距，且设定该竖直间距L等于1。而且，该光线202与入射光线之间的夹角e满足以下公式：
e＝90°-C
其中，C为变量，其根据入光面101的长度方向上的不同位置进行取值。
图5为绘制连接各个取样点的曲线的示意图。请参阅图5，在导光板1垂直于其入光面101的平面上建立直角坐标系，在该直角坐标系上绘制锯齿结构的多个取样点3。其中，该取样点3的横坐标为各个LED灯2发出的光线对应入光面101的长度方向上的不同位置。
取样点3的纵坐标Ly在上述公式和推导过程的基础上，可以根据以下计算公式获得：
然后，将取样点3绘制在图5中示出的直角坐标系中，并进行步骤S2，根据各个取样点3之间的线性拟合关系，绘制连接各个取样点的曲线4，该曲线4即为不规则锯齿结构的形状。
通过上述计算最终获得的不规则锯齿结构的形状如图6所示。由图可知，若导光板1的目标辉度均匀度被设置为：在导光板1与其入光面101相垂直的表面上，中心区域A的辉度为100％；而围绕在该中心区域周围的其余区域B的辉度为90％。在满足该目标辉度均匀度的前提下，不规则锯齿结构包括第一锯齿部401和第二锯齿部402，其中，第一锯齿部401设置在入光面的中心区域；第二锯齿部402为两个，且分别设置在入光面位于中心区域两侧的边缘区域。而且，第二锯齿部402的齿宽大于第一锯齿部401的齿宽。这种不规则锯齿的设计可以避免出现背光源两边的亮线，以及在背光源的LED灯前出现亮带的问题。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种导光板，包括入光面，在该入光面上设置有不规则锯齿结构，该不规则锯齿结构采用以下方式获得：
基于导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算，而获得不规则锯齿结构的多个取样点；
根据各个取样点之间的线性拟合关系，绘制连接各个取样点的曲线，所述曲线即为所述不规则锯齿结构的形状。
由于上述不规则锯齿结构的获得方式在上述技术方案中已有了详细描述，在此不再赘述。
本发明实施例提供的导光板，其通过在导光板的入光面上设置有不规则锯齿结构，该不规则锯齿结构是基于导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布获得的，从而可以避免出现背光源两边的亮线，以及在背光源的LED灯前出现亮带的问题。
作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种背光源，其包括本发明实施例提供的上述导光板。
本发明实施例提供的背光源，其通过采用本发明实施例提供的上述导光板，可以避免出现背光源两边的亮线，以及在背光源的LED灯前出现亮带的问题。
优选的，上述背光源适用于车载背光源或者中控机背光源。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种导光板的制作方法，所述导光板包括入光面，其特征在于，包括：
在所述入光面上形成不规则锯齿结构；其中，所述不规则锯齿结构的获得包括以下步骤：
基于所述导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算，而获得所述不规则锯齿结构的多个取样点；
根据各个取样点之间的线性拟合关系，绘制连接各个取样点的曲线，所述曲线即为所述不规则锯齿结构的形状。
2.根据权利要求1所述的导光板的制作方法，其特征在于，所述基于所述导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算的公式为：
其中，在所述导光板垂直于其入光面的平面上建立直角坐标系，Ly为所述不规则锯齿结构的各个取样点的纵坐标；所述取样点的横坐标为对应所述入光面的长度方向上的位置；
L为在满足所述目标辉度均匀度的背光源中的任意一个LED灯发出的光线中，与所述入光面相垂直的光线的长度，该长度为辉度等高线与所述LED灯之间的竖直间距，且设定L＝1；
c为以背光源中各个LED灯发出的任意一条光线建立的极坐标系的极角，c等于所述导光板的折射角；
C为变量，根据所述入光面的长度方向上的不同位置进行取值；
n1为空气的折射率，n1＝1；
n2为所述导光板的折射率。
3.根据权利要求2所述的导光板的制作方法，其特征在于，所述导光板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯；n2＝1.48。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的导光板的制作方法，其特征在于，所述导光板的目标辉度均匀度被设置为：在所述导光板与所述入光面相垂直的表面上，中心区域的辉度为100％；其余区域的辉度为90％；
所述不规则锯齿结构包括：
第一锯齿部，设置在所述入光面的中心区域；
第二锯齿部，为两个，且分别设置在所述入光面位于所述中心区域两侧的边缘区域；
所述第二锯齿部的齿宽大于所述第一锯齿部的齿宽。
5.一种导光板，包括入光面，其特征在于，在所述入光面上设置有不规则锯齿结构；其中，所述不规则锯齿结构采用以下方式获得：
基于所述导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算，而获得所述不规则锯齿结构的多个取样点；
根据各个取样点之间的线性拟合关系，绘制连接各个取样点的曲线，所述曲线即为所述不规则锯齿结构的形状。
6.根据权利要求5所述的导光板，其特征在于，所述基于所述导光板的目标辉度均匀度和满足该目标辉度均匀度的背光源中各个LED灯发出的光线的辉度分布进行计算的公式为：
其中，在所述导光板垂直于其入光面的平面上建立直角坐标系，Ly为所述不规则锯齿结构的各个取样点的纵坐标；所述取样点的横坐标为各个所述LED灯发出的光线对应所述入光面的长度方向上的位置；
L为在满足所述目标辉度均匀度的背光源中的任意一个LED灯发出的光线中，与所述入光面相垂直的光线的亮度，且以该亮度为单位亮度，即，L＝1；
c为以背光源中各个LED灯发出的任意一条光线建立的极坐标系的极角，c等于所述导光板的折射角；
C为变量，根据所述入光面的长度方向上的不同位置进行取值；
n1为空气的折射率，n1＝1；
n2为所述导光板的折射率。
7.根据权利要求6所述的导光板，其特征在于，所述导光板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯；n2＝1.48。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的导光板，其特征在于，所述导光板的目标辉度均匀度被设置为：在所述导光板与所述入光面相垂直的表面上，中心区域的辉度为100％；其余区域的辉度为90％；
所述不规则锯齿结构包括：
第一锯齿部，设置在所述入光面的中心区域；
第二锯齿部，为两个，且分别设置在所述入光面位于所述中心区域两侧的边缘区域；
所述第二锯齿部的齿宽大于所述第一锯齿部的齿宽。
9.一种背光源，其特征在于，包括权利要求5-8所述的导光板。
10.根据权利要求9所述的背光源，其特征在于，所述背光源为车载背光源或者中控机背光源。
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