CN106772773B - 一种导光板及其制作方法和背光模组、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导光板及其制作方法和背光模组、显示装置；所述导光板内部设置有反射层，所述反射层位于垂直入射光的路径上，用于使所述垂直入射光发生反射并由所述导光板的出光面出射；所述垂直入射光为垂直于所述导光板的入光面的入射光线。本发明通过在导光板内部、垂直入射光的路径上设置反射层，反射层使原本在导光板内直线传播并从入光面相对的端面出射的垂直入射光改变原本的直线路径而在导光板内继续向其他方向传播，最终被底面上的网点散射后从出光面出射，将现有技术中损失掉的垂直入射光重新利用，从而使应用本发明导光板的背光模组的亮度得到显著提升。

Description

一种导光板及其制作方法和背光模组、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是指一种导光板及其制作方法和背光模组、显示装置。
背景技术
背光模组是液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等显示设备的光源提供者，LCD本身不发光，而导光板(light guide plate，LGP)是背光模组的重要组成部分，其作用是将线光源转换成面光源。
参考图1，为现有的导光板剖视示意图。导光板10包括：用于接收LED光源20发出光线的入光面101、与入光面101相连的出光面102和一与入光面101相连且与出光面102相对的底面103，底面103上设置用于使光线散射的网点1031。LED光源20发出的光线由入光面101进入导光板10内发生全反射并在导光板10内传播，传播至底面103时，经网点1031作用发生散射，最终由出光面102出射。
但是由于现有的导光板10为平板型形状，这样就导致LED光源20发出的垂直于入光面101的入射光线(一般LED光源发光角度为120°左右，中心部分即发出所述垂直于入光面101的入射光线，这部分光线占LED光源20全部出光量的30％)在导光板10内部直线传播后直接出射，而得不到有效的利用(未从出光面102出射)，从而使这部分光损失，限制了背光模组的亮度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种导光板及其制作方法和背光模组、显示装置，显著提升背光模组的亮度。
基于上述目，本发明实施例提供了如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种导光板，所述导光板包括入光面、与所述入光面相连的出光面和与所述入光面相连且与所述出光面相对的底面；所述导光板内部设置有反射层，所述反射层位于垂直入射光的路径上，用于使所述垂直入射光发生反射并由所述出光面出射；所述垂直入射光为垂直于所述入光面的入射光线。
在一些实施方式中，所述出光面设置有凹槽，所述凹槽的开槽方向与所述入光面平行，所述反射层设置在所述凹槽的槽面上；所述反射层进一步用于使垂直入射光向所述出光面或底面反射。
在一些实施方式中，所述凹槽填充有UV胶；所述UV胶的折射率与所述导光板材料的折射率相同。
在一些实施方式中，所述反射层的位置靠近所述入光面。
在一些实施方式中，所述反射层的材料包括银、铝、硫化锌或其中任意两种的组合。
第二方面，本发明实施例提供了一种背光模组，包括如上任一项所述的导光板。
第三方面，本发明实施例提供了一种显示装置，包括如上所述的背光模组。
第四方面，本发明实施例提供了一种导光板的制作方法，包括：制作导光板，所述导光板包括入光面、与所述入光面相连的出光面和与所述入光面相连且与所述出光面相对的底面；在所述导光板内部位于垂直入射光的路径上形成反射层，所述反射层位于垂直入射光的路径上，用于使所述垂直入射光发生反射并由所述出光面出射；所述垂直入射光为垂直于所述入光面的入射光线。
在一些实施方式中，所述导光板的制作方法具体包括：
通过注塑成型工艺制作出光面带有凹槽的导光板；所述凹槽的位置靠近所述入光面，且所述凹槽的开槽方向与所述入光面平行；
对所述凹槽进行硬化处理，并通过溅镀工艺，在所述凹槽的槽面形成所述反射层；所述反射层的材料为银、铝、硫化锌或其中任意两种的组合；
用UV胶填充所述凹槽；所述UV胶的折射率与所述导光板材料的折射率相同。
在一些实施方式中，所述导光板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
从上面所述可以看出，本发明通过在导光板内部、垂直入射光的路径上设置反射层，反射层使原本在导光板内直线传播并从入光面相对的端面出射的垂直入射光改变原本的直线路径而在导光板内继续向其他方向传播，最终被底面上的网点散射后从出光面出射，将现有技术中损失掉的垂直入射光重新利用，从而使应用本发明导光板的背光模组的亮度得到显著提升，使应用本发明导光板的显示装置具有更佳的显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的导光板剖视示意图；
图2为本发明实施例一的导光板剖视示意图；
图3为本发明实施例二的导光板剖视示意图；
图4为本发明实施例二的导光板与现有技术的导光板的亮度对比图；
图5为本发明实施例五的导光板的制作方法流程图；
图6为本发明实施例六的导光板的制作方法流程图；。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
实施例一
本发明的实施例一提供了一种导光板。参考图2，导光板10包括：用于接收LED光源20发出光线的入光面101、与入光面101相连的出光面102和一与入光面101相连且与出光面102相对的底面103，底面103上设置用于使光线散射的网点1031。导光板10内部还设置有反射层104，反射层104位于LED光源20发出的垂直入射光的路径上。所述的垂直入射光是指垂直于入光面101入射到导光板10内的入射光线，以常用的LED光源20发光特性来看，所述的垂直入射光集中在LED光源20发光面的中部位置。
由于反射层104的设置位置与LED光源20发光面的中部位置相对，即反射层104处在垂直入射光的路径上，原本直线传播的垂直入射光达到反射层104后会改变原本直线路径而向导光板10内的其他方向传播，当传播至底面103时，经网点1031作用发生散射，最终由出光面102出射。
本实施例中，通过在导光板内部、垂直入射光的路径上设置反射层，反射层使原本在导光板内直线传播并从入光面相对的端面出射的垂直入射光改变原本的直线路径而在导光板内继续向其他方向传播，最终被底面上的网点散射后从出光面出射，将现有技术中损失掉的垂直入射光重新利用，从而使应用本发明导光板的背光模组的亮度得到显著提升，使应用本发明导光板的显示装置具有更佳的显示效果。
作为可选的，在本施例中，反射层可以是通过在导光板的出光面开槽，并通过溅镀工艺在开槽的槽面溅镀形成的金属材料的反射层；反射层也可以是通过网点打印工艺，直接在导光板内形成的由金属材料网点或具有反射特性的树脂材料网点形成的反射层；反射层还可以是通过一次注入成型工艺，在导光板内由具有反射特性的树脂材料注入成型的反射层。进一步的，对于反射层的形状，其可以是弧面形(如图1所示)、平面形、折面形、球面形或是其他的规则或不规则实体结构形状。反射层的实现方式可以根据实际应用需要，从上述方式或是其他的可行方式中灵活选择，只要能够实现位于垂直入射光的路径上、且改变垂直入射光原本的直线路径，均属于本发明的范畴之内。
实施例二
作为一个具体的实施例，本发明的实施例二提供了一种导光板。参考图3，导光板10的出光面102设置有凹槽105。凹槽105优选的设置为：凹槽105为柱面槽(即截面形状为弧形)，靠近入光面101，且开槽方向与入光面101平行；凹槽105的底部位置与LED光源20发光面的中部位置(即对应发出垂直入射光的区域)一致或略低(略向底面103靠近)。
反射层104通过溅镀工艺设置在凹槽105的槽面上，具体的设置在凹槽105底部槽面，基于柱面槽的形状，形成一弧面形的反射层104；同时，基于凹槽105的设置位置，反射层104与LED光源20发光面的中部位置相对，即处于垂直入射光的路径上。反射层104的材料可以包括银、铝、硫化锌或其中任意两种的组合，当然也可以选择其他的金属材料，只要能满足反射功能即可；其中，由于银或铝的反射性能较佳，所以反射层104的材料优选为银或铝。由于凹槽105设置在靠近入光面101的位置，垂直入射光能够更早的到达反射层104，降低垂直入射光在导光板10内传播时的光强损失。
凹槽105内填充有UV胶106，选用的UV胶106的折射率应与导光板10材料的折射率相同。由于导光板10的厚度较薄，凹槽105可能会影响导光板10的整体结构强度，故在本实施例中，在凹槽105内填充UV胶106，使UV胶106将凹槽105槽口填平，同时对凹槽105处和UV胶106相应的进行硬化处理，从而提升导光板10的整体结构强度。同时，选用的UV胶的折射率与所述导光板材料的折射率相同，保证光在导光板内的均匀传播。
本实施例中，提供了一种反射层的具体实施方式，通过在出光面开设靠近入光面且平行于入光面的凹槽，并在凹槽的槽面上溅镀形成反射层，基于凹槽设置方式，反射层处于垂直入射光的路径上。反射层能够将垂直入射光向导光板的出光面或底面反射，使垂直入射光直接从出光面出射或是经过一次反射后即达到底面，再经过底面上网点的散射，最终由出光面出射，进一步的提高了垂直入射光的利用率，有效的降低垂直入射光在导光板内传播时的光强损失。
参考图4，基于本发明实施例二提供的导光板，在采用相同的LED光源的条件下，将其与现有技术中的导光板进行了亮度对比试验。可见，本发明的导光板的光学亮度大大提升，且光线的效果并没有发生其他不利的变化。
作为可选的，在本施例中，在保证导光板整体结构强度的前提下，凹槽的深度可以设置的更深，即凹槽的底部位置可以比LED光源发光面的中部位置更低、更加靠近底面；反射层的溅镀位置满足与LED光源发光面的中部位置相对，则反射层会相应的溅镀在凹槽的底部与槽口间的相应槽面位置处。另外，根据具体的使用需要，凹槽的截面形状也可以为其他形状，如“V”形，则相应的，反射层的形状也根据凹槽的截面形状设置为平面形或折面形。凹槽的截面形状、深度，以及反射层的设置位置，可以根据实际应用需要，从上述方式或是其他的可行方式中灵活选择，只要能够实现反射层位于垂直入射光的路径上，使垂直入射光向出光面或底面反射，均属于本发明的范畴之内。
实施例三
本发明的实施例三提供了一种背光模组，包括上述任一实施例提供的导光板。
本实施例提供的背光模组中，使用了本发明上述实施例的导光板，导光板内部、垂直入射光的路径上设置反射层，反射层使原本在导光板内直线传播并从入光面相对的端面出射的垂直入射光改变原本的直线路径而在导光板内继续向其他方向传播，最终被底面上的网点散射后从出光面出射，将现有技术中损失掉的垂直入射光重新利用，从而使背光模组的亮度得到显著提升。
所述背光模组优选的应用在液晶电视机、液晶显示器件中，此外还可以应用在数码相框、电子纸、手机等需要背光的显示装置中。
实施例四
本发明实施例四提供了一种显示装置，包括上述实施例三提供的背光模组。
本实施例提供的显示装置中，使用了本发明上述实施例的导光板，导光板内部、垂直入射光的路径上设置反射层，反射层使原本在导光板内直线传播并从入光面相对的端面出射的垂直入射光改变原本的直线路径而在导光板内继续向其他方向传播，最终被底面上的网点散射后从出光面出射，将现有技术中损失掉的垂直入射光重新利用，从而使背光模组的亮度得到显著提升，相应的提升显示装置的显示效果。
所述显示装置可以为：液晶面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
实施例五
本发明实施例五提供了一种导光板的制作方法，参考图5，包括以下步骤：
步骤501、制作导光板。
所述导光板包括入光面、与所述入光面相连的出光面和与所述入光面相连且与所述出光面相对的底面。
步骤502、在所述导光板内部位于垂直入射光的路径上形成反射层，所述反射层位于垂直入射光的路径上，用于使所述垂直入射光发生反射并由所述出光面出射；所述垂直入射光为垂直于所述入光面的入射光线。
本实施例中，通过制作导光板，并在导光板内部、垂直入射光的路径上形成反射层，反射层使原本在导光板内直线传播并从入光面相对的端面出射的垂直入射光改变原本的直线路径而在导光板内继续向其他方向传播，最终被底面上的网点散射后从出光面出射，将现有技术中损失掉的垂直入射光重新利用，从而使应用本发明导光板的背光模组的亮度得到显著提升，使应用本发明导光板的显示装置具有更佳的显示效果。
实施例六
作为一个具体的实施例，本发明的实施例二提供了一种导光板的制作方法，参考图6，包括以下步骤：
步骤601、通过注塑成型工艺制作出光面带有凹槽的导光板；所述凹槽的位置靠近所述入光面，且所述凹槽的开槽方向与所述入光面平行。
本步骤中，导光板的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
步骤602、对所述凹槽进行硬化处理，并通过溅镀工艺，在所述凹槽的槽面形成所述反射层；所述反射层的材料为银、铝、硫化锌或其中任意两种的组合。
本步骤中，首先对导光板上的凹槽进行硬化处理，因为没有硬化的导光板表面很难进行后续的溅镀工艺处理。根据试验数据可知，聚碳酸酯(PC)材料硬化后，硬度由4B变为HB，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料硬化后，印度由H变为3H，所以在本实施例中，选用聚甲基丙烯酸甲酯材料的导光板，以适用于后续的溅镀方案。
步骤603、用UV胶填充所述凹槽；所述UV胶的折射率与所述导光板材料的折射率相同。
本步骤中，用UV胶将凹槽的槽口填平，从而保证导光板的结构强度。同时，选用的UV胶的折射率与所述导光板材料的折射率相同，保证光在导光板内的均匀传播。
本实施例中，提供了一种导光板的制作方法，通过制作具有特定凹槽的导光板，并在凹槽的槽面上溅镀形成反射层，基于凹槽设置方式，反射层处于垂直入射光的路径上。反射层能够将垂直入射光向导光板的出光面或底面反射，使垂直入射光直接从出光面出射或是经过一次反射后即达到底面，再经过底面上网点的散射，最终由出光面出射，进一步的提高了垂直入射光的利用率，有效的降低垂直入射光在导光板内传播时的光强损失。
需要说明的是，在本发明实施例中，所述的垂直入射光并不仅限于其字面表达，所述垂直入射光除了包括垂直于入光面入射到导光板内的入射光线之外，还可以包括LED光源发光面的中部位置发出的与入光面成较小入射角的入射光。该部分入射光由于入射角较小，其入射到导光板内后，仍然可以从入光面相对的导光板端面以较小的出射角出射，同样会损失。而本发明实施例中反射层同样可以改变这部分入射光的传播路径，使其能够在导光板内部继续传播最终由出光面出射。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种导光板，所述导光板包括入光面、与所述入光面相连的出光面和与所述入光面相连且与所述出光面相对的底面；其特征在于，所述导光板内部设置有反射层，所述反射层位于垂直入射光的路径上，用于使所述垂直入射光发生反射并由所述出光面出射；所述垂直入射光为垂直于所述入光面的入射光线；
所述出光面设置有凹槽，所述凹槽的开槽方向与所述入光面平行；所述凹槽的底部位置与所述入光面的中部位置一致；
所述反射层通过溅镀工艺设置在所述凹槽的槽面上；所述反射层进一步用于使垂直入射光向所述出光面或底面反射；
所述凹槽填充有UV胶；所述UV胶的折射率与所述导光板材料的折射率相同。
2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，所述反射层的位置靠近所述入光面。
3.根据权利要求2所述的导光板，其特征在于，所述反射层的材料包括银、铝、硫化锌或其中任意两种的组合。
4.一种背光模组，其特征在于，包括如权利要求1至3任一项所述的导光板。
5.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求4所述的背光模组。
6.一种导光板的制作方法，其特征在于，包括：制作导光板，所述导光板包括入光面、与所述入光面相连的出光面和与所述入光面相连且与所述出光面相对的底面；在所述导光板内部位于垂直入射光的路径上形成反射层，所述反射层位于垂直入射光的路径上，用于使所述垂直入射光发生反射并由所述出光面出射；所述垂直入射光为垂直于所述入光面的入射光线；
其中，所述导光板的制作方法具体包括：
通过注塑成型工艺制作出光面带有凹槽的导光板；所述凹槽的位置靠近所述入光面，且所述凹槽的开槽方向与所述入光面平行；所述凹槽的底部位置与所述入光面的中部位置一致；
对所述凹槽进行硬化处理，并通过溅镀工艺，在所述凹槽的槽面形成所述反射层；所述反射层的材料为银、铝、硫化锌或其中任意两种的组合；
用UV胶填充所述凹槽；所述UV胶的折射率与所述导光板材料的折射率相同。
7.根据权利要求6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。
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